особенности наземно воздушной среды жизни

Существенные особенности наземно-воздушной среды обитания

В процессе своего исторического развития живыми существами было освоено 4 среды обитания: водная, наземно-воздушная, почвенная и другие организмы. Каждая из них имеет характерные особенности, и невозможно сказать, какая более важна. Ознакомимся с особенностями наземно-воздушной среды обитания.

Определение

Наземно-воздушная среда обитания представляет собой биологическую среду проживания организмов, располагающуюся на поверхности суши и в низких атмосферных слоях.

Ее нельзя назвать первой из освоенных живыми организмами, поскольку жизнь зародилась в море. В ходе эволюционного развития существа выработали определенные приспособления, которые дали им возможность перебраться на сушу и в атмосферу.

Особенности

Важнейшей из экологических ниш является наземно-воздушная среда. Особенности среды таковы:

Это формирует условия, в которых вынуждены проживать организмы. Также существенными особенностями наземно-воздушной среды обитания являются смена сезонов и времен года, колебания температуры, специфика светового дня, ветер. Чтобы жить здесь, живым организмам пришлось изменить свою анатомию, физиологию и поведение, что помогло им приспособиться. К числу наиболее важных (существенных) факторов среды относятся:

Другие факторы оказывают на живые организмы гораздо меньшее влияние. Это давление и плотность.

Как приспособились животные?

Многие из известных науке видов животных обитают именно в наземно-воздушной среде. Особенности среды заставили их выработать несколько видов адаптации:

Чтобы нормально существовать в привычных нам условиях наземно-воздушной среды, представителям фауны пришлось пройти длительную эволюцию и выработать широкий комплекс адаптационных механизмов.

Как приспособились растения?

Большинство растений произрастают в наземно-воздушной среде. Особенности среды обусловили появление следующих механизмов адаптации:

Нередко растениям приходится выживать в условиях недостаточной влажности, поэтому флора пустынь и саванн выработала свои методы адаптации: длинный главный корень произрастает глубоко в почву, добывая влагу из подземных источников. Мелкие жесткие листья снижают испарения.

Какие еще особенности приспособления растений к наземно-воздушной среде выделяют исследователи?

В тундре произрастают карликовые деревья и кустарники, высота которых редко превышает человеческий рост. Условия здесь очень суровы: длительная зима (морозы более 7 месяцев в году), непродолжительное прохладное лето. Сильные ветры и почва, промерзшая настолько, что летом не успевает оттаять, – таковы особенности среды. И растения научились выживать в них. Отдельные виды могут пережить выпадение снега в состоянии цветения, другие отличаются мелкими листьями, что позволяет избежать испарения влаги.

Влияние факторов среды на особенности обитателей

Итак, существенные особенности наземно-воздушной среды оказали свое воздействие на строение и внешний вид обитателей. Информация о том, как тот или иной фактор отразился на растительном и животном мире, представлена в таблице.

Влияние на растения

Воздействие на животных

Появление корней и механических тканей

Образование плотного скелета и развитие мускулатуры, способность многих видов к полету

Высокое содержание кислорода в воздухе

Усложнение обменных процессов

Умение использовать легкие и трахеи

эдафические факторы среды (рельеф и состав грунта)

Корневая система зависит от особенностей почвы

Форма копыт зависит от того, является животное бегающим или прыгающим

Деревья сбрасывают на зиму листья

Животные стали теплокровными, в северных районах у них появился густой мех, весной линяют

Как видим, факторов среды, которые оказывают существенное влияние на жизнь ее обитателей, достаточно много. Поэтому и механизмов адаптации выработалось немалое количество.

Эдафические факторы

Рассмотрим, как еще растительные и животные организмы приспособились к особенностям почвы и рельефа. Прежде всего, у многих растений видоизменилась корневая система:

Почва может иметь различный состав, поэтому на том или ином типе грунта способны произрастать конкретные виды:

Итак, на растения оказывает влияние состав почвы. Для животных же наиболее важен характер грунта и рельеф. Так, для копытных необходим твердый грунт, позволяющий им отталкиваться во время бега и прыжков. Однако для норных зверей плотный грунт неудобен, поскольку мешает им строить убежища.

Животные также неплохо приспособились к эдафическим факторам наземно-воздушной среды. Прежде всего, у тех видов, которым приходится много бегать, развились мощные легкие конечности, у других развитые задние ноги и короткие передние дают возможность совершать прыжки, таковы зайцы и кенгуру.

Приспособление к полету

Птицы – одни из основных обитателей наземно-воздушной среды. Особенности среды обусловили появление следующих форм адаптации:

Все эти черты помогают представителям фауны взлетать и держаться в воздухе.

Приспособление организмов к меняющимся факторам среды

Основные особенности наземно-воздушной среды могут меняться. Так, в средней полосе зимой выпадает снег, а летом стоит зной. Именно поэтому живым организмам нередко приходится приспосабливаться к меняющимся условиям проживания. Такие механизмы адаптации также выработались в процессе эволюции.

Итак, растения могут развиваться только в благоприятных условиях, при достаточном свете и влаге. Именно поэтому сезон их роста – весна и лето. Зимой же наступает период отдыха. Питательные вещества, необходимые для выживания, накапливаются за лето в корнях, а листву деревья сбрасывают, поскольку сокращение светового дня ведет к невозможности образования в листьях питательных элементов.

Животные также выработали немало способов адаптации к меняющимся условиям среды:

Благодаря таким механизмам становится понятно, как представители растительного и животного мира приспосабливаются к наземно-воздушной среде жизни. Особенности среды подвержены изменениям, поэтому меняется и внешний вид, и особенности поведения ее обитателей. Все эти механизмы – результат длительного эволюционного развития.

Мы рассмотрели существенные особенности одной из основных сред обитания – наземно-воздушной. Все живые организмы, которые проживают на поверхности почвы или в нижних слоях атмосферы, научились приспосабливаться к меняющимся особенностям среды.

Источник

§ 11. Наземно-воздушная среда жизни. Адаптации организмов к жизни в наземно-воздушной среде

Оглавление

Преамбула

В ходе эволюции наземно-воздушная среда жизни была освоена организмами позже, чем водная. Отличительными особенностями экологических факторов в наземно-воздушной среде являются: высокая интенсивность света, значительные колебания температуры и влажности воздуха, его низкая плотность и давление, высокое содержание кислорода. При этом наблюдается хорошо выраженная зависимость количественных значений этих факторов от географического положения местности, смены сезонов и времени суток.

Газовый режим наземно-воздушной среды

Одним из компонентов наземно-воздушной среды является воздух (смесь различных газов). Воздух обладает низкой плотностью, поэтому не может выполнять функцию опоры для организмов (за исключением летающих насекомых и птиц). Именно низкая плотность воздуха определяет его незначительное сопротивление при передвижении организмов по поверхности почвы. В то же время она затрудняет их перемещение в вертикальном направлении. Низкая плотность воздуха обусловливает также низкое давление на суше (760 мм рт. ст. = 1 атм). С увеличением высоты над уровнем моря давление уменьшается. На высоте 5800 м оно равняется лишь половине нормального. Низкое давление может ограничивать распространение видов в горах. Для большинства позвоночных верхняя граница жизни находится на высоте около 6000 м. Снижение давления влечет за собой уменьшение обеспеченности кислородом и обезвоживание животных за счет увеличения частоты дыхания. Примерно такие же пределы продвижения в горы растений. Несколько более выносливы членистоногие (ногохвостки, клещи, пауки), которые могут встречаться на ледниках, выше границы растительности.

Воздух меньше, чем вода, препятствует проникновению солнечного света, так как имеет более высокую прозрачность.

В настоящее время атмосфера состоит в основном из азота, кислорода и относительно небольшого количества аргона и углекислого газа. Все остальные имеющиеся в атмосфере газы содержатся лишь в следовых количествах.

Кислород и углекислый газ, как правило, не являются лимитирующими факторами. Кислород — из-за постоянно высокого содержания в воздухе, а углекислый газ — из-за высокой скорости возобновления. Однако особое значение для организмов имеет относительное содержание кислорода и углекислого газа (21 % О₂ : 0,03 % CО₂).

Содержание углекислого газа может изменяться в отдельных участках приземного слоя воздуха в довольно значительных пределах. Например, при отсутствии ветра в центре больших городов его концентрация возрастает в десятки раз. Это приводит к развитию гипоксии и обострению сердечно-сосудистых заболеваний у людей. Повышенное насыщение воздуха углекислым газом возникает в зонах вулканической активности, возле термальных источников и других подземных выходов этого газа.

Низкое содержание углекислого газа тормозит процесс фотосинтеза. В условиях закрытого грунта можно повысить скорость фотосинтеза, искусственно увеличив концентрацию углекислого газа. Этим приемом пользуются в практике тепличного и оранжерейного хозяйства.

Молекулярный азот воздуха по причине малой химической активности является недоступным для эукариот, но ряд прокариот (клубеньковые бактерии, азотобактер, цианобактерии) обладает способностью связывать его и вовлекать в биологический круговорот (биологическая азотфиксация).

В качестве примесей в воздухе присутствуют водяные пары и различные загрязнители. За последнее столетие в результате хозяйственной деятельности человека в атмосфере резко повысилось содержание различных загрязнителей. Среди них наиболее опасными являются: оксиды азота и серы, аммиак, формальдегид, тяжелые металлы, углеводороды. Ныне живущие организмы практически не приспособлены к ним. По этой причине загрязнение атмосферы является глобальной экологической проблемой. Для ее решения требуется осуществление природоохранных мероприятий на уровне всех государств земного шара.

Перемещение воздуха в горизонтальном направлении из области высокого атмосферного давления в область более низкого — ветер является одним из значимых экологических факторов наземно-воздушной среды. Ветер может вызывать перемещение песков в пустынях (песчаные бури). Он способен выдувать органические частицы почвы на любом рельефе, снижая плодородие земель (ветровая эрозия). Ветер оказывает механическое воздействие на растения. Он способен вызывать ветровалы (выворачивание деревьев с корнями), буреломы (переломы стволов деревьев), деформацию кроны деревьев. Перемещение воздушных масс существенно влияет на распределение осадков и температурный режим в наземно-воздушной среде.

Водный режим наземно-воздушной среды

Из курса географии вы знаете, что наземно-воздушная среда может быть как предельно насыщена влагой (тропики), так и очень бедна ею (пустыни). Осадки распределяются неравномерно как по сезонам, так и по географическим зонам. Влажность в среде колеблется в широком диапазоне. Она является основным лимитирующим фактором для живых организмов.

Температурный режим наземно-воздушной среды

Температура в наземно-воздушной среде имеет выраженную суточную и сезонную периодичность. Организмы адаптировались к ней с момента выхода жизни на сушу. Поэтому температура реже, чем влажность, проявляет себя как лимитирующий фактор. Однако в высоких широтах лимитирующее действие температуры усиливается. Жизнедеятельность большинства организмов ограничена температурным интервалом от 0 до +40 ºС. Многие наземные организмы способны переносить отрицательные температуры в неактивном состоянии.

Воздух, в отличие от водной среды, обладает низкой теплопроводностью и низкой удельной теплоемкостью, что обусловливает быстрое нагревание и охлаждение воздушных масс. Поэтому у живых организмов в связи с этим возникли соответствующие адаптации.

Адаптации растений к жизни в наземно-воздушной среде

С выходом растений на сушу у них появились ткани. Строение тканей растений вы изучали в главе 0. В связи с тем, что воздух не может служить надежной опорой, у растений возникли механические ткани (древесные и лубяные волокна). Широкий диапазон изменения климатических факторов стал причиной формирования плотных покровных тканей (перидермы и корки). Нахождение воды и питательных веществ в почве обусловило появление проводящих тканей (ксилемы и флоэмы), формирование корня, стебля и листьев. Благодаря подвижности воздуха (ветру) у растений сформировались приспособления к опылению, распространению спор, пыльцы, плодов и семян. С их разнообразием вы познакомились в 7-м классе при изучении размножения растений.

Адаптации животных к жизни в наземно-воздушной среде

Жизнь животных во взвешенном состоянии в воздухе невозможна из-за его низкой плотности. Но многие из видов (насекомые, птицы) приспособились к активному полету и могут длительно находиться в воздухе. Перемещение воздушных масс в горизонтальном и вертикальном направлениях используется некоторыми мелкими организмами для пассивного расселения. Таким способом расселяются протисты, пауки, насекомые. Низкая плотность воздуха стала причиной совершенствования у животных в процессе эволюции наружного (членистоногие) и внутреннего (позвоночные) скелетов. По этой же причине имеет место ограничение предельной массы и размеров тела наземных животных. Самое крупное ныне существующее животное суши — слон (масса до 5 т) гораздо меньше морского гиганта — синего кита (до 150 т). Благодаря появлению разных типов конечностей млекопитающие смогли заселить разнообразные по характеру рельефа участки суши.

У животных, обитающих в засушливых регионах, появились приспособления к добыванию и удержанию в теле воды. Так, слоновая черепаха запасает воду в мочевом пузыре; многие насекомые, грызуны и другие животные получают воду с пищей; некоторые млекопитающие избегают дефицита влаги путем отложения жира, при окислении которого образуется метаболическая вода. За счет метаболической воды живут многие насекомые, питающиеся сухим кормом, верблюды, курдючные овцы, жирнохвостые тушканчики.

Пустынная австралийская жаба в период дождей запасает в больших подкожных «мешках» и полостях тела так много воды, что раздувается и становится похожей на шишковатый теннисный мяч. Под землей, в норе на глубине 30—35 см, она выделяет специальную слизь, которая дополнительно защищает животное от потери влаги. Благодаря таким приспособлениям жаба может выдержать засуху целый год и даже больше. С давних времен, зная эти особенности местных земноводных, аборигены Австралии разыскивают их в пустыне, чтобы утолить жажду.

Таким образом, для жизни в наземно-воздушной среде у животных имеются следующие приспособления:
1) крылья для полета либо конечности для передвижения по суше;
2) наружные покровы для защиты от низких или высоких температур;
3) наружный или внутренний скелет для поддержания тела в воздушном пространстве;
4) приспособления для добывания и удержания в теле воды.

Повторим главное. В наземно-воздушной среде воздух имеет низкую плотность и давление, высокую прозрачность и содержание кислорода. Влажность в среде является основным лимитирующим фактором и зависит от климатического пояса. У растений и животных к жизни в наземно-воздушной среде выработались разнообразные адаптации. У растений появились механические, покровные и проводящие ткани, сформировались органы. Наличие ветра привело к развитию у них приспособлений для опыления, распространения спор, семян и плодов. У животных для перемещения в воздушных массах сформировались приспособления к полету, а для передвижения по суше — разные типы конечностей. Низкая плотность воздуха стала причиной дальнейшего развития у них наружного и внутреннего скелетов. Непостоянство условий среды привело к формированию защитных покровов тела у животных.

Проверим знания

1. Охарактеризуйте свойства воздуха как компонента наземно-воздушной среды.
2. Какие факторы наземно-воздушной среды являются лимитирующими? Почему?
3. Назовите наиболее опасные загрязнители воздуха. В чем их опасность?

1. Обоснуйте необходимость появления у растений в связи с выходом в наземно-воздушную среду тканей: механических, покровных, проводящих.
2. Чем обусловлена необходимость появления у животных, обитающих в наземно-воздушной среде, разных типов конечностей? Приведите примеры животных с разными типами конечностей.
* 3. Установите соответствие между средами жизни и их характеристиками. Среды жизни: 1 — наземно-воздушная; 2 — водная. Характеристики: а) плотность высокая; б) разнообразие условий низкое; в) лимитирующий фактор — влажность; г) лимитирующий фактор — обеспеченность кислородом; д) плотность низкая.

*Индивидуальное домашнее задание. Возьмите в качестве объектов наблюдения по одному растению и животному из ближайшего окружения. Составьте характеристику их адаптаций к жизни в наземно-воздушной среде. Определите, к каким из факторов среды выработаны данные адаптации.

Источник

Наземно-воздушная среда обитания — характеристика, особенности и признаки представителей

Все живые организмы приспособлены жить в определенных условиях. Большое количество видов присутствует в наземно-воздушной среде обитания. Ее характеристика дает наглядное представление о разнообразии существования представителей природы. Присутствующие в ней животные перемещаются по поверхности земли и воздушному пространству, а растения укореняются в почве.

Общее понятие и особенности

Наземно-воздушная среда жизни — это пространство, включающее поверхность земного шара и нижние слои атмосферы. Для этой среды характерны следующие признаки:

Характерной особенностью среды обитания является ее сложность. Связано это с разнообразием климатических условий. Животным и растительным организмам нужно приспосабливаться к своему месту существования.

Постоянная смена времен года и температуры повлекла за собой необходимость формирования соответствующей анатомии у представителей природы, что позволило им освоить жительство на территории.

Характеристика факторов

Проживающие в этой среде наземно-воздушные организмы, испытывают на себе влияние нескольких факторов. Их описание кратко представлено в таблице:

Наличие этих факторов создали определенные проблемы для обитателей среды. Однако благодаря им, представители природы обрели необходимые свойства, позволяющие дать отпор неблагоприятным условиям.

Приспособление животных

Для животного мира, кроме имеющегося скелета, характерно присутствие легких. Это позволяет им дышать воздухом. Чтобы приспособиться к наземно-воздушной среде, животные обрели ряд качеств. Произошло это за длительный период эволюционных процессов. Примером могут служить птицы. Их адаптация заключается в следующем:

Некоторые виды птиц не могут существовать в холодном климате. С наступлением морозов они перелетают в теплые края.

Такие отличительные особенности позволяют этому классу перемещаться в воздушном пространстве. Другие животные иначе приспосабливаются к местным условиям:

Не последнюю роль играет выживаемость животных. Это касается, например, зайцев. В снежную пору они меняют свой цвет шубки. Если летом она серая, то зимой наблюдается другая картинка — животные становятся белыми.

Для выживания в сложных условиях животным приходится много перемещаться. Поэтому у них хорошо развиты ноги. У некоторых представителей они приспособлены для бега. Другие совершают с их помощью короткие или длинные прыжки.

Существование растений

Основная масса растений давно вышла из водной среды. Для нормального существования они тоже прошли эволюционную адаптацию. Заключается она в следующем:

Растения, которые присутствуют в условиях низкой влажности, обладают более развитой корневой системой. Это позволяет стволу корня глубоко проникать в почву и достигать подземных источников. При этом листья у растений них мелкие, что помогает им дольше удерживать влагу.

В суровых условиях тундры наблюдается присутствие карликовых деревьев. Длительная зима здесь переходит в короткое лето. За малый промежуток времени земля не успевает оттаять. Чтобы выжить, растения приобрели способность цвести даже при небольших морозах.

Влияние деятельности человека

В результате деятельности человека окружающая среда претерпела значительные изменения. В основном природа сохранила свой первоначальный вид только в условиях холодного арктического климата, где низкие температуры не способствуют заселению территории.

Остальная поверхность земли настолько быстро преобразуется, что животный и растительный мир не успевает к этому приспосабливаться. В основном это влияние носит негативный характер.

Определение степени загрязнение окружающего пространства показывает отрицательные результаты. Это коснулось ряда физических показателей. Изменился газовый состав атмосферы. Стала наблюдаться повышенная концентрация углекислого газа, оксида серы и азота, что ведет к созданию парникового эффекта и разрушению озонового слоя земли. Вырубка лесов снижает плодородность почв и уменьшает содержание кислорода в атмосфере.

Растительный и животный мир тесно связан со средой обитания. Можно сказать, что это единый организм. Поэтому в природе постоянно происходит процесс приспособления живых представителей природы к изменению окружающих условий внешней среды. Такая информация содержится в работах учащихся, пишущих рефераты на эту тему. Сообщения содержатся в докладах научных сотрудников, которые можно прочитать или прослушать в режиме онлайн, составив конспекты по материалу.

Источник