Comparaison des principaux facteurs environnementaux, qui jouent un rôle limitant dans les environnements sol-air et eau

Compilé par: Décret Stepanovskikh A.S.. op. S. 176.

De grandes fluctuations de température dans le temps et dans l'espace, ainsi qu'un bon apport en oxygène, ont conduit à l'apparition d'organismes à température corporelle constante (à sang chaud). Maintenir la stabilité de l'environnement interne des organismes à sang chaud habitant l'environnement sol-air ( organismes terrestres), des coûts énergétiques plus élevés sont nécessaires.

La vie dans l'environnement terrestre n'est possible que si haut niveau organisation des plantes et des animaux adaptée aux influences spécifiques des facteurs environnementaux les plus importants de ce milieu.

Dans l'environnement sol-air, les facteurs environnementaux de fonctionnement présentent un certain nombre de caractéristiques : une intensité lumineuse plus élevée par rapport aux autres milieux, des fluctuations importantes de température et d'humidité en fonction de localisation géographique, la saison et l'heure de la journée.

Considérez les caractéristiques générales de l'habitat sol-air.

Pour habitat gazeux caractérisé par de faibles valeurs d'humidité, de densité et de pression, une teneur élevée en oxygène, qui détermine les caractéristiques de la respiration, de l'échange d'eau, du mouvement et du mode de vie des organismes. Les propriétés de l'environnement atmosphérique affectent la structure des corps des animaux et des plantes terrestres, leurs caractéristiques physiologiques et comportementales, et renforcent ou affaiblissent également l'effet d'autres facteurs environnementaux.

La composition gazeuse de l'air est relativement constante (oxygène - 21 %, azote - 78 %, dioxyde de carbone - 0,03 %) aussi bien tout au long de la journée qu'en différentes périodes de l'année. Cela est dû au mélange intense des couches de l'atmosphère.

L'absorption d'oxygène par les organismes environnement externe se produit sur toute la surface du corps (chez les protozoaires, les vers) ou par des organes respiratoires spéciaux - trachées (chez les insectes), poumons (chez les vertébrés). Les organismes vivant dans un manque constant d'oxygène ont les adaptations appropriées: augmentation de la capacité en oxygène du sang, mouvements respiratoires plus fréquents et plus profonds, capacité pulmonaire importante (chez les habitants des hautes terres, les oiseaux).

L'une des formes les plus importantes et les plus prédominantes de l'élément biogène primaire carbone dans la nature est le dioxyde de carbone (dioxyde de carbone). Les couches du sous-sol de l'atmosphère sont généralement plus riches en dioxyde de carbone que ses couches au niveau des cimes des arbres, ce qui compense dans une certaine mesure le manque de lumière des petites plantes vivant sous le couvert forestier.

Le dioxyde de carbone pénètre dans l'atmosphère principalement à la suite de processus naturels (respiration des animaux et des plantes. Processus de combustion, éruptions volcaniques, activité des microorganismes et des champignons du sol) et activité économique humain (combustion de substances combustibles dans le domaine de l'ingénierie thermique, des entreprises industrielles et des transports). Quantité gaz carbonique dans l'atmosphère varie au cours de la journée et des saisons. Les changements quotidiens sont associés au rythme de la photosynthèse des plantes, et les changements saisonniers sont associés à l'intensité de la respiration des organismes, principalement les micro-organismes du sol.

Faible densité d'air provoque une petite force de levage, en relation avec laquelle les organismes terrestres ont des tailles et des masses limitées et ont leur propre système de support soutenant le corps. Chez les végétaux, il s'agit de divers tissus mécaniques, et chez les animaux, d'un squelette solide ou (plus rarement) hydrostatique. De nombreuses espèces d'organismes terrestres (insectes et oiseaux) se sont adaptées au vol. Cependant, pour la grande majorité des organismes (à l'exception des micro-organismes), rester dans l'air n'est associé qu'à l'installation ou à la recherche de nourriture.

La pression terrestre relativement faible est également associée à la densité de l'air. L'environnement sol-air a une faible pression atmosphérique et la faible densité de l'air, par conséquent, les insectes et les oiseaux volants les plus actifs occupent la zone inférieure - 0 ... 1000 m.Cependant, les habitants individuels de l'environnement aérien peuvent vivre en permanence à des altitudes de 4000 ... 5000 m (aigles, condors) .

La mobilité des masses d'air contribue au mélange rapide de l'atmosphère et à la distribution uniforme de divers gaz, tels que l'oxygène et le dioxyde de carbone, à la surface de la Terre. Dans les basses couches de l'atmosphère, verticales (ascendantes et descendantes) et horizontales mouvement des masses d'air différentes forces et directions. Grâce à cette mobilité aérienne, de nombreux organismes peuvent voler passivement : spores, pollen, graines et fruits de plantes, petits insectes, araignées, etc.

Mode lumière généré par le rayonnement solaire total atteignant la surface de la terre. Les caractéristiques morphologiques, physiologiques et autres des organismes terrestres dépendent des conditions d'éclairage d'un habitat particulier.

Les conditions d'éclairage presque partout dans l'environnement sol-air sont favorables aux organismes. Le rôle principal Ce n'est pas l'éclairage lui-même qui joue le rôle, mais la quantité totale de rayonnement solaire. Dans la zone tropicale, le rayonnement total tout au long de l'année est constant, mais dans les latitudes tempérées, la durée des heures d'ensoleillement et l'intensité du rayonnement solaire dépendent de la période de l'année. Grande importance ont aussi la transparence de l'atmosphère et l'angle d'incidence des rayons solaires. Du rayonnement photosynthétiquement actif entrant, 6 à 10% sont réfléchis par la surface de diverses plantations (Fig. 9.1). Les chiffres de la figure indiquent la valeur relative du rayonnement solaire en pourcentage de la valeur totale à la limite supérieure de la communauté végétale. Dans différentes conditions météorologiques, 40 ... 70% du rayonnement solaire atteignant la limite supérieure de l'atmosphère atteint la surface de la Terre. Les arbres, les arbustes, les cultures végétales ombragent la zone, créent un microclimat spécial, affaiblissant le rayonnement solaire.

Riz. 9.1. Atténuation du rayonnement solaire (%) :

a - dans une pinède rare; b - dans les cultures de maïs

Chez les plantes, il existe une dépendance directe à l'intensité du régime lumineux : elles poussent là où les conditions climatiques et pédologiques le permettent, s'adaptant aux conditions lumineuses d'un habitat donné. Toutes les plantes par rapport au niveau d'éclairage sont divisées en trois groupes: photophiles, aimant l'ombre et tolérantes à l'ombre. Les plantes qui aiment la lumière et celles qui aiment l'ombre diffèrent par la valeur de l'optimum écologique d'éclairage (Fig. 9.2).

plantes qui aiment la lumière - plantes d'habitats ouverts, constamment éclairés, dont l'optimum est observé en conditions de plein soleil (herbes de steppe et de prairie, plantes de toundra et de haute montagne, plantes côtières, la plupart plantes cultivées terrain ouvert, beaucoup de mauvaises herbes).

Riz. 9.2. Optimums écologiques de la relation à la lumière des plantes de trois types : 1 - aimant l'ombre ; 2 - photophile; 3 - tolérant à l'ombre

plantes d'ombre- des plantes qui ne poussent que dans des conditions de fort ombrage, qui ne poussent pas dans des conditions de fort éclairage. Au cours de l'évolution, ce groupe de plantes s'est adapté aux conditions caractéristiques des couches ombragées inférieures des communautés végétales complexes - forêts sombres de conifères et de feuillus, forêts tropicales humides, etc. L'amour de l'ombre de ces plantes est généralement associé à un besoin élevé en eau.

plantes tolérantes à l'ombre poussent et se développent mieux en pleine lumière, mais sont capables de s'adapter aux conditions différents niveaux atténuation.

Les représentants du monde animal ne dépendent pas directement du facteur lumière, qui est observé chez les plantes. Néanmoins, la lumière dans la vie des animaux joue un rôle important dans l'orientation visuelle dans l'espace.

Un facteur puissant qui régule cycle de la vie nombre d'animaux, est la durée des heures d'ensoleillement (photopériode). La réaction à la photopériode synchronise l'activité des organismes avec les saisons. Par exemple, de nombreux mammifères commencent à se préparer à l'hibernation bien avant l'arrivée du froid, et oiseaux migrateurs voler vers le sud déjà à la fin de l'été.

Régime de température joue un rôle beaucoup plus important dans la vie des habitants de la terre que dans la vie des habitants de l'hydrosphère, puisque poinçonner environnement sol-air est une large gamme de fluctuations de température. Le régime de température est caractérisé par des fluctuations importantes dans le temps et dans l'espace et détermine l'activité du flux de processus biochimiques. Les adaptations biochimiques et morphophysiologiques des plantes et des animaux visent à protéger les organismes des effets néfastes des fluctuations de température.

Chaque espèce a sa propre gamme de températures qui lui sont les plus favorables, appelée température. optimale de l'espèce. La différence entre les plages de températures préférées pour différents types très grand. Les organismes terrestres vivent dans une plage de température plus large que les habitants de l'hydrosphère. Souvent des zones eurytherme espèces s'étendent du sud au nord à travers plusieurs zones climatiques. Par exemple, le crapaud commun habite l'espace allant de l'Afrique du Nord à l'Europe du Nord. Les animaux eurythermaux comprennent de nombreux insectes, amphibiens et mammifères - renard, loup, couguar, etc.

Long repos ( latent) formes d'organismes, telles que les spores de certaines bactéries, les spores et les graines de plantes, sont capables de résister à des températures très différentes. Entrer dans Conditions favorables et un milieu nutritif suffisant, ces cellules peuvent redevenir actives et commencer à se multiplier. La suspension de tous les processus vitaux du corps s'appelle animation suspendue. A partir de l'état d'anabiose, les organismes peuvent retrouver une activité normale si la structure des macromolécules de leurs cellules n'est pas perturbée.

La température affecte directement la croissance et le développement des plantes. Étant des organismes immobiles, les plantes doivent exister sous le régime de température qui se crée dans les lieux de leur croissance. Selon le degré d'adaptation aux conditions de température, tous les types de plantes peuvent être divisés en groupes suivants:

- résistant au gel- plantes poussant dans des zones au climat saisonnier, avec des hivers froids. Lors de fortes gelées, les parties aériennes des arbres et arbustes gèlent, mais restent viables, accumulant dans leurs cellules et tissus des substances qui lient l'eau (sucres divers, alcools, certains acides aminés) ;

- non résistant au gel- des plantes qui tolèrent les basses températures, mais meurent dès que la glace commence à se former dans les tissus (certaines espèces subtropicales à feuilles persistantes) ;

- non résistant au froid- les plantes qui sont gravement endommagées ou qui meurent à des températures supérieures au point de congélation de l'eau (plantes de la forêt tropicale humide) ;

- thermophile- plantes d'habitats secs à forte insolation (rayonnement solaire), qui tolèrent une demi-heure de chauffage jusqu'à +60 °C (plantes de steppes, savanes, subtropicales sèches) ;

- pyrophytes- des plantes résistantes aux incendies lorsque la température monte brièvement à des centaines de degrés Celsius. Ce sont des plantes de savanes, des forêts sèches de feuillus. Ils ont une écorce épaisse imprégnée de substances réfractaires, qui protège de manière fiable les tissus internes. Les fruits et les graines de pyrophytes ont un tégument épais et lignifié qui se fissure au feu, ce qui aide les graines à pénétrer dans le sol.

Par rapport aux plantes, les animaux ont des possibilités plus diverses de régulation (permanente ou temporaire) de la température. propre corps. L'une des adaptations importantes des animaux (mammifères et oiseaux) aux fluctuations de température est la capacité de thermorégulation du corps, leur sang chaud, grâce auquel les animaux supérieurs sont relativement indépendants des conditions de température de l'environnement.

Dans le monde animal, il existe un lien entre la taille et la proportion du corps des organismes avec conditions climatiques leurs habitats. Au sein d'une espèce ou d'un groupe homogène d'espèces étroitement apparentées, les animaux de plus grande taille sont courants dans les régions plus froides. Plus l'animal est grand, plus il lui est facile de maintenir une température constante. Ainsi, parmi les représentants des manchots, le plus petit manchot - le manchot des Galapagos - vit dans les régions équatoriales et le plus grand - le manchot empereur - dans la zone continentale de l'Antarctique.

Humidité devient un facteur limitant important sur terre, car le manque d'humidité est l'une des caractéristiques les plus importantes de l'environnement terre-air. Les organismes terrestres sont constamment confrontés au problème de la perte d'eau et ont besoin de son approvisionnement périodique. Au cours de l'évolution des organismes terrestres, des adaptations caractéristiques ont été développées pour obtenir et maintenir l'humidité.

Le régime d'humidité est caractérisé par les précipitations, l'humidité du sol et de l'air. Le manque d'humidité est l'une des caractéristiques les plus importantes de l'environnement terre-air de la vie. D'un point de vue écologique, l'eau est un facteur limitant dans les habitats terrestres, car sa quantité est sujette à de fortes fluctuations. Les modes d'humidité environnementale sur terre sont variés : de la saturation complète et constante de l'air en vapeur d'eau (zone tropicale) à l'absence presque totale d'humidité dans l'air sec des déserts.

Le sol est la principale source d'eau pour les plantes.

En plus de l'absorption de l'humidité du sol par les racines, les plantes sont également capables d'absorber l'eau qui tombe sous forme de pluies légères, de brouillards et d'humidité de l'air vaporeuse.

Les organismes végétaux perdent la majeure partie de l'eau absorbée en raison de la transpiration, c'est-à-dire de l'évaporation de l'eau de la surface des plantes. Les plantes se protègent de la déshydratation soit en stockant l'eau et en empêchant l'évaporation (cactus), soit en augmentant la proportion des parties souterraines (système racinaire) dans le volume total de l'organisme végétal. Selon le degré d'adaptation à certaines conditions d'humidité, toutes les plantes sont divisées en groupes:

- hydrophytes- terrain- plantes aquatiques, poussant et flottant librement dans le milieu aquatique (roseau le long des rives des réservoirs, souci des marais et autres plantes dans les marécages);

- hygrophytes- plantes terrestres dans les zones à humidité élevée(habitants des forêts tropicales - fougères épiphytes, orchidées, etc.)

- xérophytes- plantes terrestres qui se sont adaptées aux fluctuations saisonnières importantes de la teneur en humidité du sol et de l'air (habitants des steppes, des semi-déserts et des déserts - saxaul, épine de chameau);

- mésophytes- les plantes occupant une position intermédiaire entre les hygrophytes et les xérophytes. Les mésophytes sont plus fréquents dans les zones modérément humides (bouleaux, sorbiers, nombreuses graminées des prairies et des forêts, etc.).

Caractéristiques météorologiques et climatiques caractérisé par des fluctuations quotidiennes, saisonnières et à long terme de la température, de l'humidité de l'air, de la nébulosité, des précipitations, de la force et de la direction du vent, etc. qui détermine la diversité des conditions de vie des habitants du milieu terrestre. Les caractéristiques climatiques dépendent des conditions géographiques de la zone, mais le microclimat de l'habitat direct des organismes est souvent plus important.

Dans l'environnement sol-air, les conditions de vie sont compliquées par l'existence changements de temps. Le temps est un état en constante évolution des couches inférieures de l'atmosphère jusqu'à environ 20 km (limite de la troposphère). La variabilité météorologique est un changement constant des facteurs environnementaux tels que la température et l'humidité de l'air, la nébulosité, les précipitations, la force et la direction du vent, etc.

Le régime climatique à long terme caractérise climat local. Le concept de climat comprend non seulement les valeurs moyennes mensuelles et annuelles moyennes des paramètres météorologiques (température de l'air, humidité, radiation solaire etc.), mais aussi les schémas de leurs évolutions quotidiennes, mensuelles et annuelles, ainsi que leur fréquence. Les principaux facteurs climatiques sont la température et l'humidité. Il convient de noter que la végétation a un impact significatif sur le niveau des valeurs des facteurs climatiques. Ainsi, sous le couvert forestier, l'humidité de l'air est toujours plus élevée et les fluctuations de température sont moindres que dans les zones ouvertes. Le régime lumineux de ces lieux diffère également.

Le sol sert de support solide aux organismes, que l'air ne peut leur fournir. De plus, le système racinaire fournit aux plantes des solutions aqueuses de composés minéraux essentiels du sol. Les propriétés chimiques et physiques du sol sont importantes pour les organismes.

terrain crée une variété de conditions de vie pour les organismes terrestres, déterminant le microclimat et limitant la libre circulation des organismes.

L'influence des conditions pédologiques et climatiques sur les organismes a conduit à la formation de zones naturelles caractéristiques - biomes. C'est le nom des plus grands écosystèmes terrestres correspondant aux principaux zones climatiques Terre. Les caractéristiques des grands biomes sont déterminées principalement par le groupement d'organismes végétaux qui y sont inclus. Chacune des zones physico-géographiques a certains rapports de chaleur et d'humidité, de régime hydrique et lumineux, de type de sol, de groupes d'animaux (faune) et de plantes (flore). La répartition géographique des biomes est latitudinale et est associée à des changements de facteurs climatiques (température et humidité) de l'équateur aux pôles. Dans le même temps, une certaine symétrie est observée dans la distribution des différents biomes dans les deux hémisphères. Les principaux biomes de la Terre : forêt tropicale, savane tropicale, désert, steppe tempérée, forêt de feuillus tempérée, forêt de conifères (taïga), toundra, désert arctique.

Milieu de vie du sol. Parmi les quatre milieux de vie que nous considérons, le sol se distingue par une relation étroite entre les composantes vivantes et non vivantes de la biosphère. Le sol n'est pas seulement un habitat pour les organismes, mais aussi un produit de leur activité vitale. On peut supposer que le sol est né de l'action conjuguée de facteurs climatiques et d'organismes, notamment végétaux, sur la roche mère, c'est-à-dire sur les substances minérales de la couche supérieure de la croûte terrestre (sable, argile, cailloux, etc.).

Ainsi, le sol est une couche de matière située au-dessus des roches, constituée du matériau source - le substrat minéral sous-jacent - et d'un additif organique dans lequel les organismes et leurs produits métaboliques sont mélangés avec de petites particules du matériau source altéré. La structure et la porosité du sol déterminent en grande partie la disponibilité des nutriments pour les plantes et les animaux du sol.

La composition du sol comprend quatre éléments structurels importants :

Base minérale (50 ... 60% de la composition totale du sol);

Matière organique (jusqu'à 10%);

Air (15...25%);

Eau (25...35%).

La matière organique du sol, qui se forme lors de la décomposition d'organismes morts ou de leurs parties (par exemple, la litière de feuilles) est appelée humus, qui forme la couche supérieure du sol fertile. La propriété la plus importante du sol - la fertilité - dépend de l'épaisseur de la couche d'humus.

Chaque type de sol correspond à un certain le monde animal et certaines végétations. La totalité des organismes du sol assure une circulation continue des substances dans le sol, y compris la formation d'humus.

L'habitat du sol a des propriétés qui le rapprochent des milieux aquatique et air-terre. Comme dans le milieu aquatique, les fluctuations de température sont faibles dans les sols. Les amplitudes de ses valeurs décroissent rapidement avec l'augmentation de la profondeur. Avec un excès d'humidité ou de dioxyde de carbone, la probabilité d'un manque d'oxygène augmente. La similitude avec l'habitat sol-air se manifeste par la présence de pores remplis d'air. Les propriétés spécifiques inhérentes uniquement au sol incluent une densité élevée. Les organismes et leurs produits métaboliques jouent un rôle important dans la formation des sols. Le sol est la partie la plus saturée de la biosphère en organismes vivants.

Dans l'environnement du sol, les facteurs limitants sont généralement un manque de chaleur et un manque ou un excès d'humidité. Les facteurs limitants peuvent également être un manque d'oxygène ou un excès de dioxyde de carbone. La vie de nombreux organismes du sol est étroitement liée à leur taille. Certains se déplacent librement dans le sol, d'autres ont besoin de le desserrer pour se déplacer et chercher de la nourriture.

Contrôler les questions et les tâches

1. Quelle est la particularité de l'environnement sol-air en tant qu'espace écologique ?

2. Quelles adaptations les organismes ont-ils pour vivre sur terre ?

3. Nommez les facteurs environnementaux les plus importants pour

organismes terrestres.

4. Décrire les caractéristiques de l'habitat du sol.

Caractéristiques de l'environnement sol-air de l'habitation. Dans l'environnement sol-air, il y a suffisamment de lumière et d'air. Mais l'humidité et la température de l'air sont très diverses. Dans les zones marécageuses, il y a une quantité excessive d'humidité, dans les steppes, c'est beaucoup moins. Il y a aussi des fluctuations quotidiennes et saisonnières de la température.

Adaptation des organismes à la vie dans des conditions de températures et d'humidité différentes. Un grand nombre d'adaptations d'organismes dans l'environnement sol-air sont associées à la température et à l'humidité. Les animaux de la steppe (scorpions, tarentules et araignées karakurt, écureuils terrestres, souris, campagnols) se cachent de la chaleur dans des terriers. Les plantes sont protégées de la chaleur du soleil par une évaporation accrue de l'eau des feuilles. Chez les animaux, cette adaptation est la libération de sueur.

Avec l'arrivée du froid, les oiseaux s'envolent vers des climats plus chauds pour revenir au printemps à l'endroit où ils sont nés et où ils mettront bas. Une caractéristique de l'environnement sol-air dans les régions du sud de l'Ukraine ou en Crimée est une quantité insuffisante d'humidité.

Familiarisez-vous avec la fig. 151 avec des plantes qui se sont adaptées à des conditions similaires.

Adaptation des organismes au mouvement dans l'environnement sol-air. Pour de nombreux animaux de l'environnement sol-air, il est important de se déplacer le long de la surface de la terre ou dans les airs. Pour ce faire, ils ont certaines adaptations et leurs membres ont une structure différente. Certains se sont adaptés à la course (loup, cheval), d'autres au saut (kangourou, gerboise, sauterelle), d'autres au vol (oiseaux, chauve-souris, insectes) (Fig. 152). Les serpents, les vipères n'ont pas de membres. Ils se déplacent en pliant le corps.

Beaucoup moins d'organismes se sont adaptés à la vie en haute montagne, car il y a peu de sol, d'humidité et d'air pour les plantes, et les animaux ont du mal à se déplacer. Mais certains animaux, comme les mouflons de chèvres de montagne (Fig. 154), sont capables de se déplacer presque verticalement de haut en bas s'il y a même de légères irrégularités. Par conséquent, ils peuvent vivre haut dans les montagnes. matériel du site

Adaptation des organismes aux différentes conditions d'éclairage. L'une des adaptations des plantes à différents éclairages est l'orientation des feuilles vers la lumière. A l'ombre, les feuilles sont disposées horizontalement : elles reçoivent ainsi plus de rayons lumineux. Perce-neige et ryast qui aiment la lumière se développent et fleurissent au début du printemps. Pendant cette période, ils ont suffisamment de lumière, car les feuilles des arbres de la forêt ne sont pas encore apparues.

Adaptation des animaux au facteur spécifié de l'habitat sol-air - la structure et la taille des yeux. Chez la plupart des animaux de cet environnement, les organes de la vision sont bien développés. Par exemple, un faucon du haut de son vol voit une souris courir à travers le champ.

Au cours de plusieurs siècles de développement, les organismes de l'environnement sol-air se sont adaptés à l'influence de ses facteurs.

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L'habitat est l'environnement immédiat dans lequel un organisme vivant (animal ou végétal) existe. Il peut contenir à la fois des organismes vivants et des objets nature inanimée et un nombre quelconque de variétés d'organismes de plusieurs espèces à plusieurs milliers, coexistant dans un certain espace de vie. Environnement air-sol l'habitat comprend des régions de la surface de la terre telles que les montagnes, les savanes, les forêts, la toundra, glace polaire et d'autres.

Habitat - planète Terre

Différentes parties de la planète Terre abritent une énorme diversité biologique d'espèces d'organismes vivants. Exister certains types les habitats des animaux. Les régions chaudes et arides sont souvent couvertes de déserts chauds. Dans les régions chaudes et humides, il y a des

Il existe 10 principaux types d'habitats terrestres sur Terre. Chacun d'eux a de nombreuses variétés, selon l'endroit où il se trouve dans le monde. Les animaux et les plantes typiques d'un habitat particulier s'adaptent aux conditions dans lesquelles ils vivent.

Savanes africaines

Cet habitat communautaire air-sol herbeux tropical se trouve en Afrique. Il se caractérise par de longues périodes sèches après des saisons humides avec de fortes précipitations. Les savanes africaines abritent un grand nombre d'herbivores, ainsi que de puissants prédateurs qui s'en nourrissent.

Les montagnes

Il fait très froid sur les sommets des hautes montagnes et peu de plantes y poussent. Les animaux vivant dans ces hauts lieux sont adaptés pour faire face aux basses températures, au manque de nourriture et aux terrains escarpés et rocheux.

forêts à feuilles persistantes

Les forêts de conifères se trouvent souvent dans les zones fraîches le globe: Canada, Alaska, Scandinavie et régions de Russie. Ils sont dominés par des épicéas à feuilles persistantes et ces zones abritent des animaux tels que le wapiti, le castor et le loup.

arbres à feuilles caduques

Dans les régions froides et humides, de nombreux arbres poussent rapidement heure d'été mais perdent leurs feuilles en hiver. Le nombre d'animaux sauvages dans ces zones varie selon les saisons, car beaucoup migrent vers d'autres zones ou hibernent pendant l'hiver.

zone tempérée

Il se caractérise par des prairies et des steppes herbeuses sèches, des prairies, des étés chauds et des hivers froids. Cet habitat terre-air abrite des herbivores grégaires comme l'antilope et le bison.

zone méditerranéenne

Les terres autour de la mer Méditerranée ont un climat chaud, mais il y a plus de précipitations ici que dans les zones désertiques. Ces zones abritent des arbustes et des plantes qui ne peuvent survivre qu'avec un accès à l'eau et sont souvent infestées de nombreux types d'insectes.

Toundra

Un habitat air-terre comme la toundra est couvert de glace pendant une grande partie de l'année. La nature ne prend vie qu'au printemps et en été. Les cerfs vivent ici et les oiseaux nichent.

Forêts tropicales

Ces forêts vertes denses poussent près de l'équateur et ont la plus riche biodiversité d'organismes vivants. Aucun autre habitat ne compte autant d'habitants qu'une zone couverte de forêts tropicales.

glace polaire

Les régions froides proches des pôles Nord et Sud sont couvertes de glace et de neige. Ici, vous pouvez rencontrer des pingouins, des phoques et des ours polaires, qui vivent dans les eaux glacées de l'océan.

Animaux de l'habitat sol-air

Les habitats sont dispersés sur le vaste territoire de la planète Terre. Chacun est caractérisé par une certaine spécificité biologique et flore, dont les représentants peuplent inégalement notre planète. Dans les régions les plus froides du monde, comme les régions polaires, il n'y a pas beaucoup d'espèces de faune qui habitent ces régions et sont spécialement adaptées à la vie à basse température. Certains animaux sont répartis dans le monde en fonction des plantes qu'ils mangent, par exemple, le panda géant habite des zones

Habitat air-sol

Chaque organisme vivant a besoin d'une maison, d'un abri ou d'un environnement qui peut fournir la sécurité, la température idéale, la nourriture et la reproduction - tout ce qui est nécessaire à la survie. L'une des fonctions importantes d'un habitat est de fournir la température idéale, car des changements extrêmes peuvent détruire tout un écosystème. Une condition importante est également la présence d'eau, d'air, de sol et de lumière du soleil.

La température sur Terre n'est pas la même partout, dans certaines parties de la planète (Nord et pôle Sud) le thermomètre peut descendre jusqu'à -88°C. Ailleurs, notamment sous les tropiques, il fait très chaud et même chaud (jusqu'à +50°C). Le régime de température joue un rôle important dans les processus d'adaptation de l'habitat sol-air, par exemple, les animaux adaptés aux basses températures ne peuvent pas survivre à la chaleur.

L'habitat est le milieu naturel dans lequel vit un organisme. Les animaux ont besoin de différentes quantités d'espace. L'habitat peut être vaste et occuper une forêt entière ou petit, comme un vison. Certains habitants doivent défendre et défendre un immense territoire, tandis que d'autres ont besoin d'un petit bout d'espace où ils peuvent coexister relativement pacifiquement avec des voisins vivant à proximité.

En vous promenant dans une forêt ou une prairie, vous pensez à peine que vous êtes... dans environnement sol-air. Mais après tout, c'est ainsi que les scientifiques appellent cette maison pour les êtres vivants, qui est formée par la surface de la terre et de l'air. En nageant dans une rivière, un lac ou une mer, vous vous retrouvez dans Environnement aquatique- un autre foyer naturel richement peuplé. Et lorsque vous aidez des adultes à creuser le sol dans le jardin, vous voyez l'environnement du sol sous vos pieds. Ici aussi, il y a beaucoup, beaucoup d'habitants divers. Oui, il y a trois merveilleuses maisons autour de nous - trois habitat, avec lequel le destin de la plupart des organismes vivant sur notre planète est inextricablement lié.

La vie dans chaque environnement a ses propres caractéristiques. À environnement sol-air suffisamment d'oxygène, mais souvent pas assez d'humidité. Il est particulièrement rare dans les steppes et les déserts. Par conséquent, les plantes et les animaux des lieux arides disposent de dispositifs spéciaux pour obtenir, stocker et utiliser économiquement l'eau. Rappelez-vous au moins un cactus qui stocke l'humidité dans son corps. Dans l'environnement sol-air, il y a des changements de température importants, en particulier dans les régions aux hivers froids. Dans ces zones, toute la vie des organismes change sensiblement au cours de l'année. Chute des feuilles d'automne, le départ des oiseaux migrateurs vers les terres chaudes, le changement de laine chez les animaux en plus épais et plus chaud - tout cela sont des adaptations des êtres vivants aux changements saisonniers de la nature.

Pour les animaux vivant dans n'importe quel environnement, un problème important est le mouvement. Dans l'environnement sol-air, vous pouvez vous déplacer au sol et dans les airs. Et les animaux en profitent. Les pattes de certains sont adaptées à la course (autruche, guépard, zèbre), d'autres au saut (kangourou, jerboa). Sur cent espèces animales vivant dans cet environnement, 75 peuvent voler. Ce sont la plupart des insectes, des oiseaux et certains animaux (chauve-souris).

À Environnement aquatique quelque chose, et il y a toujours assez d'eau. La température y varie moins que la température de l'air. Mais l'oxygène ne suffit souvent pas. Certains organismes, comme la truite, ne peuvent vivre que dans une eau riche en oxygène. D'autres (carpe, carassin, tanche) supportent un manque d'oxygène. En hiver, lorsque de nombreux réservoirs sont gelés, une mort de poissons peut se produire - leur mort massive par suffocation. Pour que l'oxygène pénètre dans l'eau, des trous sont creusés dans la glace.

Il y a moins de lumière dans le milieu aquatique que dans le milieu terre-air. Dans les océans et les mers à une profondeur inférieure à 200 m - le royaume du crépuscule, et même plus bas - les ténèbres éternelles. Il est clair que les plantes aquatiques ne se trouvent que là où il y a suffisamment de lumière. Seuls les animaux peuvent vivre plus profondément. Ils se nourrissent des restes morts de diverses espèces marines "tombant" des couches supérieures.

La caractéristique la plus notable de nombreux animaux aquatiques est leur adaptation à la nage. Les poissons, les dauphins et les baleines ont des nageoires. Les morses et les phoques ont des nageoires. Les castors, les loutres, les oiseaux aquatiques, les grenouilles ont des membranes entre les doigts. Les coléoptères nageurs ont des pattes nageuses en forme de pagaie.

environnement du sol- abrite de nombreuses bactéries et protozoaires. Il y a aussi des mycéliums de champignons, des racines de plantes. Le sol était également habité par une variété d'animaux - vers, insectes, animaux adaptés au creusement, comme les taupes. Les habitants du sol trouvent dans cet environnement les conditions qui leur sont nécessaires - air, eau, sels minéraux. Certes, il y a moins d'oxygène et plus de dioxyde de carbone que sur air frais. Et parfois il y a trop d'eau. Mais la température est plus uniforme qu'en surface. Mais la lumière ne pénètre pas profondément dans le sol. Par conséquent, les animaux qui l'habitent ont généralement de très petits yeux ou sont complètement dépourvus d'organes de vision. Aidez leur sens de l'odorat et du toucher.

Environnement sol-air

Des représentants de différents habitats « rencontrés » dans ces dessins. Dans la nature, ils ne pouvaient pas se réunir, car beaucoup d'entre eux vivent loin les uns des autres, sur des continents différents, dans les mers, en eau douce...

Le champion de la vitesse de vol parmi les oiseaux est un martinet. 120 km/h est sa vitesse habituelle.

Les colibris battent des ailes jusqu'à 70 fois par seconde, les moustiques jusqu'à 600 fois par seconde.

La vitesse de vol des différents insectes est la suivante: pour les chrysopes - 2 km par heure, pour mouche domestique- 7, y Peut bogue- 11, pour un bourdon - 18 et pour un sphinx - 54 km par heure. Les grandes libellules, selon certaines observations, atteignent des vitesses allant jusqu'à 90 km par heure.

Nos chauves-souris sont de petite taille. Mais dans les pays chauds vivent leurs parents - les chauves-souris frugivores. Ils atteignent une envergure de 170 cm !

Les grands kangourous sautent jusqu'à 9, et parfois jusqu'à 12 m (Mesurez cette distance au sol dans la salle de classe et imaginez un saut de kangourou. Tout simplement époustouflant !)

Le guépard est l'animal le plus rapide. Il développe une vitesse allant jusqu'à 110 km par heure. Une autruche peut courir à des vitesses allant jusqu'à 70 km par heure, en faisant des pas de 4 à 5 m.

Milieu aquatique

Les poissons et les écrevisses respirent avec des branchies. Ce sont des organes spéciaux qui extraient l'oxygène dissous dans l'eau. La grenouille, étant sous l'eau, respire par la peau. Mais les animaux qui ont maîtrisé le milieu aquatique respirent avec leurs poumons, remontant à la surface de l'eau pour s'inspirer. Les coléoptères aquatiques se comportent de la même manière. Seulement, comme les autres insectes, ils n'ont pas de poumons, mais des tubes respiratoires- trachée.

environnement du sol

La structure du corps de la taupe, du zokor et du rat taupe suggère qu'ils sont tous des habitants de l'environnement du sol. Les pattes avant de la taupe et du zokor sont le principal outil de creusement. Ils sont plats, comme des piques, avec de très grandes griffes. Et le rat taupe a des pattes ordinaires, il mord dans le sol avec de puissantes dents de devant (pour que la terre ne pénètre pas dans la bouche, les lèvres la ferment derrière les dents!). Le corps de tous ces animaux est ovale, compact. Avec un tel corps, il est pratique de se déplacer dans des passages souterrains.

Testez vos connaissances

1. Énumérez les habitats que vous avez rencontrés dans la leçon.
2. Quelles sont les conditions de vie des organismes dans l'environnement sol-air ?
3. Décrire les conditions de vie en milieu aquatique.
4. Quelles sont les caractéristiques du sol en tant qu'habitat?
5. Donner des exemples d'adaptation d'organismes à la vie dans différents environnements.

Pense!

1. Expliquez ce qui est montré dans l'image. Selon vous, dans quels environnements vivent les animaux dont les parties du corps sont représentées sur la photo ? Pouvez-vous nommer ces animaux?
2. Pourquoi dans l'océan grandes profondeurs seuls les animaux vivent?

Il existe des habitats sol-air, eau et sol. Chaque organisme est adapté à la vie dans un environnement particulier.

L'environnement sol-air se caractérise par une grande variété de conditions de vie, de niches écologiques et d'organismes qui les habitent. Il convient de noter que les organismes jouent un rôle primordial dans la formation des conditions de l'environnement sol-air de la vie et, surtout, de la composition gazeuse de l'atmosphère. Presque tout l'oxygène de l'atmosphère terrestre est d'origine biogénique.

Les principales caractéristiques de l'environnement sol-air sont la grande amplitude des changements des facteurs environnementaux, l'hétérogénéité de l'environnement, l'action des forces de gravité et la faible densité de l'air. Le complexe de facteurs physiographiques et climatiques inhérent à une certaine zone naturelle conduit à la formation évolutive d'adaptations morphophysiologiques des organismes à la vie dans ces conditions, une variété de formes de vie.

Air atmosphérique L'air est caractérisé par une humidité faible et variable. Cette circonstance a largement limité (restreint) les possibilités de maîtrise de l'environnement sol-air, et a également dirigé l'évolution du métabolisme eau-sel et la structure des organes respiratoires.

Composition de l'air. L'un des principaux facteurs abiotiques de l'habitat terrestre (air) est la composition de l'air, un mélange naturel de gaz qui s'est développé au cours de l'évolution de la Terre. La composition de l'air dans l'atmosphère moderne est dans un état d'équilibre dynamique, dépendant de l'activité vitale des organismes vivants et des phénomènes géochimiques à l'échelle mondiale.

L'air, dépourvu d'humidité et de particules en suspension, a presque la même composition au niveau de la mer dans toutes les régions du globe, ainsi que tout au long de la journée et à différentes périodes de l'année. Cependant, à différentes époques de l'existence de la planète, la composition de l'air était différente. On pense que la teneur en dioxyde de carbone et en oxygène a changé le plus fortement (Fig. 3.7). Le rôle de l'oxygène et du dioxyde de carbone est présenté en détail dans la Sec. 2.2.

L'azote, présent dans l'air atmosphérique en plus grande quantité, à l'état gazeux pour la grande majorité des organismes, notamment pour les animaux, est neutre. Ce n'est que pour un certain nombre de micro-organismes (bactéries nodulaires, Azotobacter, algues bleues, etc.) que l'azote de l'air constitue un facteur d'activité vital. Ces micro-organismes assimilent l'azote moléculaire, et après mort et apport de minéralisation plantes supérieures formes disponibles de cet élément chimique.

La présence dans l'air d'autres substances gazeuses ou d'aérosols (particules solides ou liquides en suspension dans l'air) en quantités appréciables modifie les conditions environnementales habituelles, affecte les organismes vivants.

2.2. Adaptations des organismes terrestres à l'environnement

Aéroplancton (anémochorie).

Végétaux: pollinisation par le vent, structure de la tige, formes des plaques foliaires, types d'inflorescences, couleur, taille.

Formation de formes de drapeau d'arbres. système racinaire.

Animaux: respiration, forme du corps, tégument, réactions comportementales.

Le sol comme support

Le sol est le résultat des activités des organismes vivants. Les organismes habitant l'environnement sol-air ont conduit à l'émergence du sol en tant qu'habitat unique. Le sol est un système complexe qui comprend une phase solide (particules minérales), une phase liquide (humidité du sol) et une phase gazeuse. Le rapport de ces trois phases détermine les caractéristiques du sol en tant que milieu de vie.

Une caractéristique importante le sol c'est aussi la présence d'une certaine quantité de matière organique. Il se forme à la suite de la mort d'organismes et fait partie de leurs excrétions (excrétions).

Les conditions de l'habitat du sol déterminent des propriétés du sol telles que son aération (c. Le régime thermique, par rapport à l'environnement sol-air, est plus conservateur, surtout à grande profondeur. En général, le sol se caractérise par des conditions de vie assez stables.

Les différences verticales sont également caractéristiques d'autres propriétés du sol, par exemple, la pénétration de la lumière dépend naturellement de la profondeur.

De nombreux auteurs notent la position intermédiaire du milieu de vie sol entre les milieux aquatique et terrestre-air. Dans le sol, des organismes avec une respiration à la fois aquatique et aérienne sont possibles. Le gradient vertical de pénétration de la lumière dans le sol est encore plus prononcé que dans l'eau. Les micro-organismes se trouvent dans toute l'épaisseur du sol et les plantes (principalement, systèmes racinaires) sont associés aux horizons extérieurs.

Les organismes du sol sont caractérisés par des organes et des types de mouvement spécifiques (membres fouisseurs chez les mammifères, capacité à modifier l'épaisseur du corps, présence de capsules céphaliques spécialisées chez certaines espèces); formes corporelles (arrondies, en forme de loup, en forme de ver); couvertures durables et flexibles; réduction des yeux et disparition des pigments. Parmi les habitants du sol, la saprophagie est largement développée - manger les cadavres d'autres animaux, les restes en décomposition, etc.

Composition du sol. Le sol est une couche de substances se trouvant à la surface de la croûte terrestre. C'est un produit de la transformation physique, chimique et biologique des roches (Fig. 3.8) et c'est un milieu triphasé, comprenant des composants solides, liquides et gazeux, qui sont dans les rapports suivants (en %) :

base minérale généralement 50-60% de la composition totale

matière organique ....................... jusqu'à 10

l'eau................................................. ..... 25-35

air................................................. .15-25

À ce cas le sol est considéré parmi d'autres facteurs abiotiques, bien qu'il soit en fait le lien le plus important entre les facteurs abiotiques et biotiques de l'environnement.

Composition inorganique minérale de p environ h-in s. Roche sous l'influence de facteurs chimiques et physiques environnement naturel est progressivement détruit. Les pièces résultantes varient en taille - des rochers et des pierres aux gros grains de sable et aux plus petites particules d'argile. Mécanique et Propriétés chimiques les sols dépendent principalement du sol fin (particules inférieures à 2 mm), qui est généralement subdivisé en fonction de la taille 8 (en microns) dans les systèmes suivants :

sable................................................ 5 = 60-2000

limon (parfois appelé "poussière") 5 = 2-60

argile.. ".............................................. 8 moins que 2

La structure du sol est déterminée par la teneur relative en sable, limon et argile qu'il contient et est généralement illustrée par un diagramme - le «triangle de la structure du sol» (Fig. 3.9).

L'importance de la structure du sol devient évidente lorsque l'on compare les propriétés du sable pur et de l'argile. Un sol "idéal" est considéré comme une composition contenant des quantités égales d'argile et de sable en combinaison avec des particules de tailles intermédiaires. Dans ce cas, une structure poreuse et granuleuse se forme. Les sols correspondants sont appelés limons. Ils ont les avantages des deux types de sols extrêmes sans leurs inconvénients. La plupart des composants minéraux sont représentés dans le sol par des structures cristallines. Le sable et le limon sont principalement constitués d'un minéral inerte - le quartz (SiO 2), appelé silice.

Les minéraux argileux se trouvent le plus souvent sous la forme des plus petits cristaux plats, souvent de forme hexagonale, constitués de couches d'hydroxyde d'aluminium ou d'alumine (A1 2 O 3) et de couches de silicates (composés d'ions silicates SiO^" avec des cations, par exemple , aluminium A1 3+ ou fer Fe 3+ , Fe 2+). La surface spécifique des cristaux est très grande et s'élève à 5-800 m 2 pour 1 g d'argile, ce qui contribue à la rétention d'eau et de nutriments dans le sol.

En général, on pense que plus de 50% de la composition minérale du sol est de la silice (SiO 2), 1-25% - alumine (A1 2 O 3), 1-10% - oxydes de fer (Fe 3 O 4) , 0,1-5 % - oxydes de magnésium, potassium, phosphore, calcium (MgO, K 2 O, P 2 O 3, CaO). En agriculture, les sols sont divisés en sols lourds (argiles) et légers (sables), qui reflètent la quantité d'effort nécessaire pour cultiver le sol avec des outils agricoles. Un certain nombre de caractéristiques supplémentaires de la composition minérale du sol seront présentées dans la Sec. 7.2.4.

La quantité totale d'eau qui peut être retenue par le sol est composée d'eau gravitationnelle, physiquement liée, capillaire, chimiquement liée et vaporeuse (Figure 3.10).

gravité de l'eau peut s'infiltrer librement à travers le sol, atteignant le niveau eau souterraine, ce qui entraîne le lessivage de divers nutriments.

Eau physiquement liée (hygroscopique) adsorbé sur les particules de sol sous la forme d'un film mince et étroitement lié. Sa quantité dépend de la teneur en particules solides. Dans les sols argileux, il y a beaucoup plus d'eau de ce type (environ 15% du poids du sol) que dans les sols sableux (environ 0,5%). L'eau hygroscopique est la moins disponible pour les plantes. eau capillaire est maintenu autour des particules de sol en raison des forces de tension superficielle. En présence de pores étroits ou de tubules, l'eau capillaire peut remonter de la nappe phréatique vers le haut, jouant un rôle central dans l'apport régulier d'humidité aux plantes. Les argiles retiennent plus d'eau capillaire que les sables.

Eau chimiquement liée et vaporeuse pratiquement inaccessible au système racinaire des plantes.

Par rapport à la composition de l'air atmosphérique, du fait de la respiration des organismes, la teneur en oxygène diminue avec la profondeur (jusqu'à 10 %) et la concentration en dioxyde de carbone augmente (atteignant 19 %). La composition de l'air du sol varie considérablement tout au long de l'année et de la journée. Néanmoins, l'air du sol est constamment mis à jour et renouvelé au détriment de l'air atmosphérique.

L'engorgement du sol provoque le déplacement de l'air par l'eau et les conditions deviennent anaérobies. Comme les micro-organismes et les racines des plantes continuent à libérer du CO 2 , qui forme du H 2 CO 3 avec l'eau, le renouvellement de l'humus ralentit et les acides humiques s'accumulent. Tout cela augmente l'acidité du sol, ce qui, associé à l'épuisement de l'oxygène, affecte négativement les micro-organismes du sol. Des conditions anaérobies prolongées entraînent la mort des plantes.

La forme réduite du fer (Fe 2+) donne la teinte grise caractéristique des sols gorgés d'eau, tandis que la forme oxydée (Fe 3+) colore le sol en jaune, rouge et brun.

Biote du sol.

Selon le degré de connexion avec le sol en tant qu'habitat, les animaux sont regroupés en groupes écologiques:

Géobiontes- les habitants du sol, qui se répartissent en :

rhizobiontes - animaux associés aux racines;

saprobiontes - habitants de la matière organique en décomposition;

coprobiontes - invertébrés - habitants du fumier;

botrobionts - habitants des trous;

les planophiles sont des animaux qui ont tendance à se déplacer fréquemment.

Géophiles- les animaux, une partie du cycle de développement se déroule nécessairement dans le sol. (criquets, moustiques à fibres, un certain nombre de coléoptères, hyménoptères)

géoxènes– Animaux visitant le sol pour un abri temporaire, un abri.

Les animaux vivant dans le sol l'utilisent de différentes manières. Les petits - protozoaires, rotifères, gastrociliés - vivent dans un film d'eau qui enveloppe les particules de sol. ce géohydrobiontes. Ils sont petits, aplatis ou allongés. Ils respirent de l'oxygène dissous dans l'eau, avec un manque d'humidité, ils se caractérisent par un engourdissement, une enkystation et la formation de cocons. Le reste des habitants respire de l'oxygène dans l'air - c'est géoatmosphères.

Les animaux du sol sont divisés par taille en groupes:

nanofaune - animaux jusqu'à 0,2 mm de taille; microfaune - animaux de 0,1 à 1,0 mm micro-organismes du sol, bactéries, champignons, protozoaires (micro-réservoirs)

mésofaune - supérieure à 1,0 mm; ; nématodes, larves de petits insectes, acariens, collemboles.

Macrofaune - larves d'insectes de 2 à 20 mm, mille-pattes, enchytreidés, vers de terre.

mégafaune - vertébrés : pelleteuses.

Terriers d'animaux.

Les habitants les plus typiques du sol sont: les protozoaires, les nématodes, les vers de terre, les enchitréides, les limaces nues et autres gastéropodes, les acariens et les araignées, les mille-pattes (à deux pattes et labiopodes), les insectes - adultes et leurs larves (collemboles, à deux queues, à soies à queue, diptères, coléoptères, hyménoptères, etc.). Les pédobiontes ont développé une variété d'adaptations pour vivre dans le sol, à la fois dans structure externe, ainsi qu'à l'intérieur.

Mouvement. Les géohydrobiontes ont les mêmes adaptations pour le mouvement que les habitants aquatiques. Les géoatmosphères se déplacent le long des puits naturels et font leurs propres passages. Le mouvement des petits animaux dans les puits ne diffère pas du mouvement à la surface du substrat. L'inconvénient du mode de vie des forages est leur grande sensibilité à l'assèchement du substrat, la dépendance à propriétés physiques sol. Dans les sols denses et caillouteux, leur nombre est faible. Un mode de mouvement similaire est caractéristique des petits arthropodes. Les passages sont posés par les animaux soit en écartant les particules de sol (vers, larves de diptères) soit en écrasant le sol (typique pour les larves de nombreuses espèces d'insectes). Les animaux du deuxième groupe ont souvent des dispositifs pour ratisser le sol.

Les adaptations morphophysiologiques à la vie dans le sol sont : la perte de pigment et de vision chez les habitants du sol profond ; l'absence d'épicuticule ou sa présence dans certaines parties du corps ; pour beaucoup (vers de terre, enchitréides) un système non économique pour éliminer les produits métaboliques du corps; variété d'options fécondation externe-interne chez un certain nombre d'habitants; pour les vers - respirer avec toute la surface du corps.

Les adaptations écologiques se manifestent dans le choix des conditions de vie les plus adaptées. Le choix des habitats s'effectue par des migrations verticales le long du profil pédologique, modifiant les habitats.