Posting topik habitat perairan. Komponen utama habitat

Apa yang diperlukan untuk bertahan hidup? Makanan, air, tempat tinggal? Hewan membutuhkan hal yang sama dan hidup di habitat yang dapat menyediakan semua yang mereka butuhkan. Setiap organisme memiliki habitat unik yang memenuhi semua kebutuhannya. Hewan dan tumbuhan yang hidup di suatu wilayah tertentu dan berbagi sumber daya membentuk komunitas berbeda di mana organisme tersebut menempati ceruknya. Ada tiga habitat utama: perairan, udara-terestrial dan tanah.

Ekosistem

Ekosistem adalah suatu kawasan di mana seluruh unsur alam yang hidup dan tak hidup saling berinteraksi dan bergantung satu sama lain. Habitat suatu organisme adalah tempat yang menjadi rumah bagi makhluk hidup. Lingkungan ini mencakup semua kondisi yang diperlukan untuk kelangsungan hidup. Bagi hewan, ini berarti di sini ia dapat memperoleh makanan dan pasangan untuk bereproduksi dan berkembang biak.

Bagi suatu tumbuhan, habitat yang baik harus menyediakan kombinasi cahaya, udara, air dan tanah yang tepat. Misalnya, kaktus pir berduri, yang beradaptasi dengan tanah berpasir, iklim kering, dan sinar matahari cerah, tumbuh dengan baik di daerah gurun. Ia tidak akan mampu bertahan hidup di tempat basah, sejuk dengan curah hujan tinggi.

Komponen utama suatu habitat adalah tempat berlindung, air, makanan dan ruang. Habitat biasanya mencakup semua elemen ini, tetapi di alam Anda juga dapat menemukan tidak adanya satu atau dua komponen. Misalnya, habitat hewan seperti tante girang menyediakan makanan dalam jumlah yang tepat (rusa, landak, kelinci, hewan pengerat), air (danau, sungai) dan tempat berlindung (pohon atau liang). Namun predator besar ini terkadang kekurangan ruang, ruang untuk membangun wilayahnya sendiri.

Ruang angkasa

Jumlah ruang yang dibutuhkan suatu organisme sangat bervariasi dari satu spesies ke spesies lainnya. Misalnya, seekor semut sederhana hanya membutuhkan beberapa sentimeter persegi, namun seekor hewan besar, seekor macan kumbang, memerlukan ruang yang luas, yang bisa mencapai sekitar 455 kilometer persegi, untuk berburu dan mencari pasangan. Tanaman juga membutuhkan ruang. Beberapa pohon mencapai diameter lebih dari 4,5 meter dan tinggi 100 m. Tanaman sebesar itu membutuhkan lebih banyak ruang dibandingkan pohon dan semak biasa di taman kota.

Makanan

Ketersediaan makanan merupakan bagian terpenting dari habitat suatu organisme tertentu. Terlalu sedikit atau sebaliknya terlalu banyak makanan dapat mengganggu habitat. Dalam arti tertentu, tumbuhan lebih mudah mencari makanan untuk dirinya sendiri, karena mereka sendiri mampu membuat makanannya sendiri melalui fotosintesis. Habitat perairan umumnya membutuhkan keberadaan alga. Nutrisi seperti fosfor membantu penyebarannya.

Ketika terjadi peningkatan fosfor secara tiba-tiba di habitat air tawar, hal ini berarti perkembangbiakan alga yang cepat, yang disebut mekar, yang mengubah air menjadi hijau, merah, atau coklat. Pertumbuhan alga juga dapat menyedot oksigen dari air, sehingga merusak habitat organisme seperti ikan dan tumbuhan. Dengan demikian, kelebihan nutrisi alga dapat berdampak buruk pada seluruh rantai makanan kehidupan akuatik.

Air

Air sangat penting untuk semua bentuk kehidupan. Hampir setiap habitat pasti memiliki persediaan air. Beberapa organisme membutuhkan banyak air, sementara yang lain membutuhkan sedikit air. Misalnya, unta dromedaris dapat hidup tanpa air dalam waktu yang cukup lama. Unta dromedari (Afrika Utara dan Jazirah Arab) yang memiliki satu punuk, mampu berjalan sejauh 161 kilometer tanpa minum seteguk air pun. Meskipun jarang mendapatkan air dan iklim yang panas dan kering, hewan-hewan ini beradaptasi dengan kondisi kehidupan seperti itu. Sebaliknya, ada tanaman yang tumbuh paling baik di tempat lembab seperti rawa dan rawa. Habitat perairan adalah rumah bagi berbagai organisme.

Tempat berlindung

Tubuh membutuhkan tempat berlindung yang dapat melindunginya dari predator dan cuaca buruk. Tempat penampungan hewan ini bisa bermacam-macam bentuknya. Sebuah pohon, misalnya, dapat menyediakan habitat yang aman bagi banyak organisme. Ulat mungkin bersembunyi di bawah bagian bawah daun. Daerah sejuk dan lembap di dekat akar pohon dapat menjadi tempat berlindung bagi jamur chaga. Elang botak menemukan rumahnya di kanopi, tempat ia membangun sarang dan mencari mangsa di masa depan.

Habitat perairan

Hewan yang menggunakan air sebagai habitatnya disebut akuatik. Tergantung pada nutrisi dan senyawa kimia apa yang terlarut dalam air, konsentrasi jenis penghuni perairan tertentu ditentukan. Misalnya ikan haring hidup di perairan laut yang asin, sedangkan ikan nila dan salmon hidup di air tawar.

Tumbuhan membutuhkan kelembapan dan sinar matahari untuk melakukan fotosintesis. Mereka memperoleh air dari tanah melalui akarnya. Air membawa nutrisi ke bagian lain tanaman. Beberapa tanaman, seperti lili air, membutuhkan banyak air, sedangkan kaktus gurun dapat bertahan berbulan-bulan tanpa kelembapan.

Hewan juga membutuhkan air. Kebanyakan harus minum secara teratur untuk menghindari dehidrasi. Bagi banyak hewan, habitat perairan adalah rumah mereka. Misalnya katak dan penyu menggunakan sumber air untuk bertelur dan berkembang biak. Beberapa ular dan reptil lainnya hidup di air. Air tawar sering kali membawa banyak nutrisi terlarut, yang tanpanya organisme akuatik tidak akan dapat terus hidup.

Lingkungan kehidupan perairan

Dari sudut pandang ekologi, lingkungan adalah benda dan fenomena alam yang mempunyai hubungan langsung atau tidak langsung dengan organisme. Habitat adalah bagian alam yang melingkupi makhluk hidup (individu, populasi, komunitas) dan mempunyai pengaruh tertentu terhadapnya.

Di planet kita, organisme hidup telah menguasai empat habitat utama: perairan, tanah-udara, tanah dan organisme (yaitu, dibentuk oleh organisme hidup itu sendiri).

Lingkungan kehidupan perairan

Lingkungan kehidupan akuatik adalah yang paling kuno. Air menjamin aliran metabolisme dalam tubuh dan fungsi normal tubuh secara keseluruhan. Beberapa organisme hidup di air, yang lain telah beradaptasi dengan kekurangan air secara terus-menerus. Kandungan air rata-rata dalam sel sebagian besar organisme hidup adalah sekitar 70%.

Sifat khusus air sebagai habitat

Ciri khas lingkungan perairan adalah kepadatannya yang tinggi, 800 kali lebih besar dari kepadatan lingkungan udara. Dalam air suling, misalnya, sama dengan 1 g/cm3. Dengan meningkatnya salinitas, kepadatannya meningkat dan dapat mencapai 1,35 g/cm3. Semua organisme akuatik mengalami tekanan tinggi, meningkat sebesar 1 atmosfer untuk setiap kedalaman 10 m. Beberapa diantaranya, misalnya anglerfish, cephalopoda, krustasea, bintang laut dan lain-lain, hidup di kedalaman yang sangat dalam dengan tekanan 400...500 atm.

Kepadatan air memberikan kemampuan untuk beristirahat di atasnya, yang penting bagi organisme air non-kerangka.

Faktor-faktor berikut juga mempengaruhi bionta ekosistem perairan:

1. konsentrasi oksigen terlarut;

2. suhu air;

3. transparansi, ditandai dengan perubahan relatif intensitas fluks cahaya terhadap kedalaman;

4. salinitas, yaitu persentase (berdasarkan berat) garam-garam yang terlarut dalam air, terutama NaCl, KC1 dan MgS0 4;

5. ketersediaan unsur hara, terutama senyawa nitrogen dan fosfor yang terikat secara kimia.

Rezim oksigen di lingkungan perairan bersifat spesifik. Oksigen di air 21 kali lebih sedikit dibandingkan di atmosfer. Kandungan oksigen dalam air berkurang dengan meningkatnya suhu, salinitas, dan kedalaman, namun meningkat dengan meningkatnya kecepatan aliran. Di antara hidrobion terdapat banyak spesies yang termasuk dalam euryoxybionts, yaitu organisme yang tahan terhadap kandungan oksigen rendah dalam air (misalnya beberapa jenis moluska, ikan mas, ikan mas crucian, tench dan lain-lain).

Stenoxybiont, misalnya ikan trout, larva lalat capung dan lain-lain, hanya dapat hidup pada saturasi air dengan oksigen yang cukup tinggi (7...11 cm 3 /l), dan oleh karena itu merupakan bioindikator dari faktor ini.

Kekurangan oksigen dalam air menyebabkan fenomena kematian yang sangat dahsyat (musim dingin dan musim panas), disertai dengan kematian organisme air.

Rezim suhu lingkungan perairan relatif stabil dibandingkan dengan lingkungan lainnya. Di perairan tawar dengan garis lintang sedang, suhu lapisan permukaan berkisar antara 0,9 °C hingga 25 °C, mis. amplitudo perubahan suhu berada dalam 26 °C (kecuali untuk sumber panas, yang suhunya bisa mencapai 140 °C). Di kedalaman perairan tawar suhunya selalu 4...5 °C.

Rezim cahaya di lingkungan perairan berbeda secara signifikan dengan lingkungan udara-terestrial. Ada sedikit cahaya di dalam air, karena sebagian dipantulkan dari permukaan dan sebagian lagi diserap ketika melewati kolom air. Partikel yang tersuspensi dalam air juga menghalangi jalannya cahaya. Dalam hal ini, di perairan dalam, tiga zona dibedakan: terang, senja, dan zona kegelapan abadi.

Zona berikut dibedakan berdasarkan tingkat pencahayaannya:

zona litoral (kolom air tempat sinar matahari mencapai dasar);

zona limnik (ketebalan air hingga kedalaman di mana hanya 1% sinar matahari yang menembus dan fotosintesis memudar);

zona eufotik (seluruh kolom air yang diterangi, termasuk zona pesisir dan limnik);

zona profundal (dasar dan kolom air yang tidak dapat ditembus sinar matahari).

Sehubungan dengan air, kelompok ekologi berikut dibedakan di antara organisme hidup: higrofil (menyukai kelembapan), xerofil (menyukai kering) dan mesofil (kelompok perantara). Secara khusus, di antara tumbuhan terdapat tumbuhan higrofit, mesofit, dan xerofit.

Higrofit merupakan tumbuhan yang habitatnya lembab dan tidak tahan terhadap kekurangan air. Ini termasuk, misalnya: kolam, teratai, alang-alang.

Xerofit merupakan tumbuhan di habitat kering yang tahan terhadap panas berlebih dan dehidrasi. Ada sukulen dan sklerofita. Succulents adalah tanaman xerophytic dengan daun berdaging sukulen (misalnya lidah buaya) atau batang (misalnya kaktus), di mana jaringan penyimpan air berkembang. Sclerophytes adalah tanaman xerophytic dengan pucuk yang kaku, sehingga jika kekurangan air, mereka tidak menunjukkan pola eksternal layu (misalnya, rumput bulu, saxaul).

Mesofit tumbuhan di habitat cukup lembab; kelompok perantara antara hidrofit dan xerofit.

Lingkungan perairan adalah rumah bagi sekitar 150.000 spesies hewan (yang merupakan sekitar 7% dari jumlah total) dan 10.000 spesies tumbuhan (yang merupakan sekitar 8% dari total). Organisme yang hidup di air disebut hidrobion.

Organisme perairan, berdasarkan tipe habitat dan gaya hidupnya, dikelompokkan ke dalam kelompok ekologi berikut.

Plankton adalah organisme mengambang yang tersuspensi dan bergerak secara pasif karena adanya arus. Ada fitoplankton (alga bersel satu) dan zooplankton (hewan bersel satu, krustasea, ubur-ubur, dll). Jenis plankton khusus adalah kelompok ekologi neuston, penghuni lapisan permukaan air yang berbatasan dengan udara (misalnya water striders, bug, dan lain-lain).

Nekton adalah hewan yang aktif bergerak di air (ikan, amfibi, cephalopoda, penyu, cetacea, dll). Perenang aktif organisme akuatik yang tergabung dalam kelompok ekologi ini secara langsung bergantung pada kepadatan air. Pergerakan cepat di kolom air hanya mungkin dilakukan jika Anda memiliki bentuk tubuh yang ramping dan otot yang sangat berkembang.

Benthos adalah organisme yang hidup di dasar dan di dalam tanah, mereka dibagi menjadi fitobenthos (alga yang menempel dan tumbuhan tingkat tinggi) dan zoobenthos (krustasea, moluska, bintang laut, dll.).

Dalam proses perkembangan sejarah, organisme hidup telah menguasai empat habitat. Yang pertama adalah air. Kehidupan berasal dan berkembang di air selama jutaan tahun. Yang kedua - darat-udara - tumbuhan dan hewan muncul di darat dan di atmosfer dan dengan cepat beradaptasi dengan kondisi baru. Secara bertahap mengubah lapisan atas daratan - litosfer, mereka menciptakan habitat ketiga - tanah, dan mereka sendiri menjadi habitat keempat.

Air mencakup 71% luas bumi dan mencakup 1/800 volume daratan. Sebagian besar air terkonsentrasi di laut dan samudera - 94–98%, es kutub mengandung sekitar 1,2% air dan sebagian kecil - kurang dari 0,5%, di air tawar sungai, danau, dan rawa. Hubungan ini bersifat konstan, meskipun di alam siklus air terus berlanjut tanpa henti.

Sekitar 150.000 spesies hewan dan 10.000 tumbuhan hidup di lingkungan perairan, masing-masing hanya mewakili 7 dan 8% dari jumlah total spesies di Bumi.

Di Samudra Dunia, seperti di pegunungan, zonasi vertikal diucapkan. Pelagis - seluruh kolom air - dan bentik - dasar - sangat berbeda dalam hal ekologi. Zonasi terutama terlihat jelas di danau-danau dengan garis lintang sedang (Gbr. 2.1). Pada massa air sebagai habitat organisme, dapat dibedakan 3 lapisan vertikal yaitu epilimnion, metalimnion, dan hipolimnion. Perairan lapisan permukaan, epilimnion, menghangat dan bercampur di musim panas di bawah pengaruh angin dan arus konveksi. Di musim gugur, air permukaan, yang mendingin dan menjadi lebih padat, mulai tenggelam, dan perbedaan suhu antar lapisan menjadi seimbang. Dengan pendinginan lebih lanjut, perairan epilimnion menjadi lebih dingin dibandingkan perairan hipolimnion. Pada musim semi, proses sebaliknya terjadi, diakhiri dengan periode stagnasi musim panas. Dasar danau (benthal) dibagi menjadi 2 zona: zona yang lebih dalam - mendalam, kira-kira sesuai dengan bagian dasar yang diisi dengan air hipolimnion, dan zona pesisir - litoral, biasanya meluas ke daratan hingga batas pertumbuhan makrofit . Menurut profil melintang sungai, zona pantai dibedakan - ripal dan zona terbuka - medial. Di zona terbuka, kecepatan arus lebih tinggi dan populasinya secara kuantitatif lebih miskin dibandingkan di zona pesisir.

Kelompok ekologi hidrobion.

Laut dan samudera yang hangat (40.000 spesies hewan) di khatulistiwa dan daerah tropis dicirikan oleh keanekaragaman kehidupan yang paling besar, di utara dan selatan, flora dan fauna di laut ratusan kali lipat berkurang. Adapun sebaran organisme secara langsung di laut sebagian besar terkonsentrasi di lapisan permukaan (epipelagic) dan di zona sublitoral. Tergantung pada cara pergerakan dan keberadaannya di lapisan tertentu, penghuni laut dibagi menjadi tiga kelompok ekologi: nekton, plankton, dan benthos.

Nekton (nektos - terapung) secara aktif menggerakkan hewan besar yang mampu menempuh jarak jauh dan arus kuat: ikan, cumi-cumi, pinniped, paus. Di perairan tawar, nekton mencakup amfibi dan banyak serangga.

Plankton (planktos - mengembara, melonjak) adalah kumpulan tumbuhan (fitoplankton: diatom, alga hijau dan biru-hijau (hanya badan air tawar), flagellata tumbuhan, peridinea, dll.) dan organisme hewan kecil (zooplankton: krustasea kecil, dari yang lebih besar - pteropoda, ubur-ubur, ctenophores, beberapa cacing), hidup di kedalaman yang berbeda, tetapi tidak mampu bergerak aktif dan tahan terhadap arus. Plankton juga termasuk larva hewan, membentuk kelompok khusus - neuston. Ini adalah populasi “sementara” yang mengambang secara pasif di lapisan air paling atas, diwakili oleh berbagai hewan (dekapoda, teritip dan kopepoda, echinodermata, polychaetes, ikan, moluska, dll.) dalam tahap larva. Larva yang semakin besar berpindah ke lapisan bawah pelagel. Di atas neuston adalah pleiston - ini adalah organisme yang bagian atas tubuhnya tumbuh di atas air, dan bagian bawah tumbuh di dalam air (duckweed, kapsul telur, lili air, dll.). Plankton berperan penting dalam hubungan trofik biosfer, karena adalah makanan bagi banyak penghuni perairan, termasuk makanan utama paus balin.

Benthos (benthos – kedalaman) – hidrobion di dasar. Ini diwakili terutama oleh hewan yang menempel atau bergerak lambat (zoobenthos: foraminephores, ikan, spons, coelenterata, cacing, brakiopoda, ascidian, dll.), lebih banyak jumlahnya di perairan dangkal. Di perairan dangkal, benthos juga termasuk tumbuhan (phytobenthos: diatom, alga hijau, coklat, merah, bakteri). Pada kedalaman dimana tidak ada cahaya, fitobenthos tidak ada. Di sepanjang pantai terdapat tanaman berbunga zoster, rupiah. Daerah dasar yang berbatu-batu kaya akan fitobenthos. Di danau, zoobenthos kurang melimpah dan beragam dibandingkan di laut. Ini dibentuk oleh protozoa (ciliates, daphnia), lintah, moluska, larva serangga, dll. Phytobenthos danau dibentuk oleh diatom yang mengambang bebas, ganggang hijau dan biru-hijau; ganggang coklat dan merah tidak ada. Tumbuhan pantai yang berakar di danau membentuk zona yang jelas, komposisi spesies dan penampakannya sesuai dengan kondisi lingkungan di zona batas darat-air. Hidrofit tumbuh di air dekat pantai - tanaman setengah terendam air (panah, sayap putih, alang-alang, cattails, sedges, trichaetes, alang-alang). Mereka digantikan oleh hidatofit - tanaman yang terendam air, tetapi dengan daun mengambang (teratai, duckweed, kapsul telur, cabai, takla) dan - selanjutnya - terendam seluruhnya (pondweed, elodea, hara). Hidatofit juga termasuk tumbuhan yang mengapung di permukaan (duckweed).

Kepadatan lingkungan perairan yang tinggi menentukan komposisi khusus dan sifat perubahan faktor pendukung kehidupan. Beberapa di antaranya sama seperti di darat - panas, cahaya, yang lain spesifik: tekanan air (meningkat seiring kedalaman sebesar 1 atm untuk setiap 10 m), kandungan oksigen, komposisi garam, keasaman. Karena kepadatan lingkungan yang tinggi, nilai panas dan cahaya berubah lebih cepat seiring dengan gradien ketinggian dibandingkan di darat.

Modus termal.

Lingkungan perairan ditandai dengan perolehan panas yang lebih sedikit, karena sebagian besarnya dipantulkan, dan sebagian besarnya dihabiskan untuk penguapan. Sejalan dengan dinamika suhu daratan, suhu air menunjukkan fluktuasi suhu harian dan musiman yang lebih kecil. Selain itu, waduk secara signifikan menyamakan suhu atmosfer wilayah pesisir. Dengan tidak adanya lapisan es, lautan memberikan efek pemanasan pada wilayah daratan di sekitarnya pada musim dingin, dan efek pendinginan dan kelembapan pada musim panas.

Kisaran suhu air di Samudra Dunia adalah 38° (dari –2 hingga +36°С), di perairan tawar – 26° (dari –0,9 hingga +25°С). Dengan kedalaman, suhu air turun tajam. Hingga 50 m terdapat fluktuasi suhu harian, hingga 400 – musiman, lebih dalam suhu menjadi konstan, turun hingga +1–3°C (di Arktik suhunya mendekati 0°C). Karena rezim suhu di waduk relatif stabil, penghuninya dicirikan oleh stenotermisme. Fluktuasi suhu kecil dalam satu arah atau lainnya disertai dengan perubahan signifikan pada ekosistem perairan. Contoh: “ledakan biologis” di delta Volga akibat turunnya permukaan Laut Kaspia - berkembang biaknya semak teratai (Nelumba kaspium), di selatan Primorye - tumbuhnya kutu kebul di sungai oxbow (Komarovka, Ilistaya, dll.) .) di sepanjang tepi sungai yang tumbuhan berkayunya ditebang dan dibakar.

Karena berbagai tingkat pemanasan lapisan atas dan bawah sepanjang tahun, pasang surut, arus, dan badai, terjadi pencampuran lapisan air secara konstan. Peranan percampuran air bagi penghuni perairan (organisme akuatik) sangatlah penting, karena pada saat yang sama, distribusi oksigen dan nutrisi di dalam reservoir disamakan, memastikan proses metabolisme antara organisme dan lingkungan.

Di waduk tergenang (danau) di garis lintang sedang, pencampuran vertikal terjadi pada musim semi dan musim gugur, dan selama musim ini suhu di seluruh waduk menjadi seragam, yaitu. homotermi terjadi. Di musim panas dan musim dingin, sebagai akibat dari peningkatan tajam pemanasan atau pendinginan lapisan atas, pencampuran air terhenti. Fenomena ini disebut dikotomi suhu, dan periode stagnasi sementara disebut stagnasi (musim panas atau musim dingin). Di musim panas, lapisan hangat yang lebih ringan tetap berada di permukaan, terletak di atas lapisan dingin yang berat. Sebaliknya, di musim dingin, terdapat air yang lebih hangat di lapisan bawah, karena langsung di bawah es suhu air permukaan kurang dari +4°C dan, karena sifat fisikokimia air, air menjadi lebih ringan daripada air dengan a suhu di atas +4°C.

Selama periode stagnasi, tiga lapisan dibedakan dengan jelas: bagian atas (epilimnion) dengan fluktuasi musiman suhu air yang paling tajam, bagian tengah (metalimnion atau termoklin), di mana terjadi lonjakan suhu yang tajam, dan bagian bawah (hipolimnion), di dimana suhunya sedikit berubah sepanjang tahun. Selama periode stagnasi, kekurangan oksigen terjadi di kolom air - di bagian bawah di musim panas, dan di bagian atas di musim dingin, akibatnya sering terjadi kematian ikan di musim dingin. Di waduk tergenang (danau) di garis lintang sedang, pencampuran vertikal terjadi pada musim semi dan musim gugur, dan selama musim ini suhu di seluruh waduk menjadi seragam, yaitu. homotermi terjadi. Di musim panas dan musim dingin, sebagai akibat dari peningkatan tajam pemanasan atau pendinginan lapisan atas, pencampuran air terhenti. Fenomena ini disebut dikotomi suhu, dan periode stagnasi sementara disebut stagnasi (musim panas atau musim dingin). Di musim panas, lapisan hangat yang lebih ringan tetap berada di permukaan, terletak di atas lapisan dingin yang berat. Sebaliknya, di musim dingin, terdapat air yang lebih hangat di lapisan bawah, karena langsung di bawah es suhu air permukaan kurang dari +4°C dan, karena sifat fisikokimia air, air menjadi lebih ringan daripada air dengan a suhu di atas +4°C.

Selama periode stagnasi, tiga lapisan dibedakan dengan jelas: bagian atas (epilimnion) dengan fluktuasi musiman suhu air yang paling tajam, bagian tengah (metalimnion atau termoklin), di mana terjadi lonjakan suhu yang tajam, dan bagian bawah (hipolimnion), di dimana suhunya sedikit berubah sepanjang tahun. Selama periode stagnasi, kekurangan oksigen terjadi di kolom air - di bagian bawah di musim panas, dan di bagian atas di musim dingin, akibatnya sering terjadi kematian ikan di musim dingin.

Modus ringan.

Intensitas cahaya di dalam air sangat melemah karena dipantulkan oleh permukaan dan diserap oleh air itu sendiri. Hal ini sangat mempengaruhi perkembangan fotosintesis tanaman. Semakin tidak transparan airnya, semakin banyak cahaya yang diserap. Transparansi air dibatasi oleh suspensi mineral dan plankton. Ini berkurang seiring dengan pesatnya perkembangan organisme kecil di musim panas, dan di daerah beriklim sedang dan lintang utara bahkan di musim dingin, setelah terbentuknya lapisan es dan menutupinya dengan salju di atasnya. Di danau kecil, hanya sepersepuluh persen cahaya yang menembus hingga kedalaman 2 m. Seiring bertambahnya kedalaman, warnanya menjadi lebih gelap, dan warna air mula-mula menjadi hijau, lalu biru, nila, dan akhirnya biru-ungu, berubah menjadi gelap gulita. Hidrobion juga berubah warna, beradaptasi tidak hanya pada komposisi cahaya, tetapi juga pada kekurangannya - adaptasi kromatik. Di zona terang, di perairan dangkal, ganggang hijau (Chlorophyta) mendominasi, klorofilnya menyerap sinar merah, seiring dengan kedalamannya digantikan oleh coklat (Phaephyta) dan kemudian merah (Rhodophyta). Pada kedalaman yang sangat dalam, fitobenthos tidak ada. Tumbuhan telah beradaptasi dengan kekurangan cahaya dengan mengembangkan kromatofor besar, yang memberikan kompensasi fotosintesis pada titik rendah, serta dengan meningkatkan luas organ asimilasi (indeks permukaan daun). Alga laut dalam memiliki ciri khas daun yang dibedah kuat, helaian daunnya tipis dan tembus cahaya. Tumbuhan setengah terendam dan terapung bercirikan heterofili - daun di atas air sama dengan tumbuhan darat, mempunyai bilah yang kokoh, alat stomata berkembang, dan di dalam air daunnya sangat tipis, terdiri dari sempit lobus seperti benang. Hewan, seperti tumbuhan, secara alami mengubah warnanya seiring dengan kedalaman. Di lapisan atas mereka berwarna cerah dengan warna berbeda, di zona senja (bass laut, karang, krustasea) mereka dicat dengan warna dengan warna merah - lebih nyaman untuk bersembunyi dari musuh. Spesies laut dalam kekurangan pigmen.

Cangkang air planet kita(kumpulan samudera, lautan, perairan benua, lapisan es) disebut hidrosfer. Dalam arti yang lebih luas, hidrosfer juga mencakup air tanah, es dan salju di Arktik dan Antartika, serta air di atmosfer dan air yang terkandung dalam organisme hidup.

Sebagian besar air di hidrosfer terkonsentrasi di laut dan samudera, tempat kedua ditempati oleh air tanah, dan yang ketiga adalah es dan salju di wilayah Arktik dan Antartika. Total volume perairan alami kira-kira 1,39 miliar km 3 (1/780 volume planet). Air menutupi 71% permukaan bumi (361 juta km2).

Cadangan air di planet ini (% dari total) didistribusikan sebagai berikut:

Air- merupakan bagian integral dari seluruh elemen biosfer, tidak hanya perairan, tetapi juga udara, makhluk hidup. Ini merupakan senyawa alami yang paling melimpah di planet ini. Tanpa air, baik hewan, tumbuhan, maupun manusia tidak akan ada. Untuk kelangsungan hidup organisme apa pun, sejumlah air dibutuhkan setiap hari, sehingga akses gratis terhadap air merupakan kebutuhan vital.

Cangkang cair yang menutupi Bumi membedakannya dari planet-planet tetangganya. Hidrosfer penting bagi perkembangan kehidupan tidak hanya dalam arti kimiawi. Perannya juga besar dalam menjaga iklim yang relatif konstan, yang memungkinkan kehidupan berkembang biak selama lebih dari tiga miliar tahun. Karena kehidupan mengharuskan suhu yang berlaku berada dalam kisaran dari 0 hingga 100 °C, yaitu. dalam batas yang memungkinkan sebagian besar hidrosfer tetap berada dalam fase cair, kita dapat menyimpulkan bahwa suhu di Bumi relatif konstan sepanjang sebagian besar sejarahnya.

Hidrosfer berfungsi sebagai akumulator bahan anorganik dan organik di planet ini, yang dibawa ke laut dan badan air lainnya melalui sungai, aliran atmosfer, dan juga dibentuk oleh reservoir itu sendiri. Air adalah penyalur panas terbesar di bumi. Dipanaskan oleh Matahari di garis khatulistiwa, ia memindahkan panas melalui aliran arus laut raksasa di Samudra Dunia.

Air merupakan bagian dari mineral, terdapat dalam sel tumbuhan dan hewan, mempengaruhi pembentukan iklim, berpartisipasi dalam siklus zat di alam, berkontribusi terhadap pengendapan batuan sedimen dan pembentukan tanah, dan merupakan sumber listrik yang murah: air merupakan sumber listrik yang murah. digunakan dalam industri, pertanian dan untuk kebutuhan rumah tangga. .

Meskipun jumlah air di planet ini tampaknya cukup, air bersih yang diperlukan untuk kehidupan manusia dan banyak organisme lainnya sangatlah kurang. Dari jumlah total air di dunia, 97-98% merupakan air asin di lautan dan samudera. Tentu saja air ini tidak mungkin dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, pertanian, industri, atau untuk produksi pangan. Namun ada hal lain yang jauh lebih serius: 75% air tawar di bumi berbentuk es, sebagian besarnya adalah air tanah, dan hanya 1% yang tersedia untuk organisme hidup. Dan orang-orang tanpa ampun mencemari remah-remah berharga ini dan mengkonsumsinya secara sembarangan, sementara konsumsi air terus meningkat. Pencemaran hidrosfer terjadi terutama akibat pembuangan air limbah industri, pertanian, dan domestik ke sungai, danau, dan laut.

Perairan segar- bukan hanya sumber minuman yang tak tergantikan. Lahan yang diairi oleh mereka menghasilkan sekitar 40% panen dunia; Pembangkit listrik tenaga air menghasilkan sekitar 20% dari seluruh listrik; Dari ikan yang dikonsumsi masyarakat, 12% merupakan jenis ikan sungai dan danau.

Ciri-ciri lingkungan perairan berasal dari sifat fisik dan kimia air. Oleh karena itu, kepadatan dan viskositas air yang tinggi sangat penting bagi lingkungan. Berat jenis air sebanding dengan berat jenis organisme hidup. Massa jenis air kira-kira 1000 kali massa jenis udara. Oleh karena itu, organisme akuatik (terutama yang bergerak aktif) menghadapi kekuatan resistensi hidrodinamik yang besar. Oleh karena itu, evolusi banyak kelompok hewan akuatik mengarah pada pengembangan bentuk tubuh dan jenis gerakan yang mengurangi hambatan, yang menyebabkan penurunan biaya energi untuk berenang. Dengan demikian, bentuk tubuh yang ramping ditemukan pada perwakilan berbagai kelompok organisme yang hidup di air - lumba-lumba (mamalia), ikan bertulang dan bertulang rawan.

Kepadatan air yang tinggi juga berkontribusi pada fakta bahwa getaran mekanis (getaran) merambat dengan baik di dalamnya. Hal ini penting dalam evolusi organ sensorik, orientasi spasial, dan komunikasi antar penghuni perairan. Kecepatan suara di lingkungan perairan, empat kali lebih besar daripada di udara, menentukan frekuensi sinyal ekolokasi yang lebih tinggi.

Karena kepadatan lingkungan perairan yang tinggi, banyak penghuninya yang kehilangan ikatan wajib dengan substrat, yang merupakan ciri khas bentuk terestrial dan disebabkan oleh gaya gravitasi. Ada sekelompok organisme akuatik (baik tumbuhan maupun hewan) yang menghabiskan seluruh hidupnya mengambang.

Air memiliki kapasitas panas yang sangat tinggi. Kapasitas panas air diambil sebagai satu kesatuan. Kapasitas panas pasir misalnya 0,2 dan besi hanya 0,107 kapasitas panas air. Kemampuan air untuk mengakumulasi cadangan energi panas yang besar memungkinkan untuk memuluskan fluktuasi suhu yang tajam di wilayah pesisir bumi pada waktu yang berbeda sepanjang tahun dan waktu yang berbeda dalam sehari: air bertindak sebagai semacam pengatur suhu pada planet.

HABITAT DAN KARAKTERISTIKNYA

Kondisi kehidupan berbagai spesies organisme sangat beragam. Bergantung pada tempat tinggal perwakilan spesies yang berbeda, mereka dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan. Di planet kita, kita dapat membedakan beberapa lingkungan hidup utama, yang sangat bervariasi dalam hal kondisi kehidupan:

Habitat perairan

· Habitat darat-udara

· Tanah sebagai habitat

Dalam proses perkembangan sejarah, organisme hidup telah menguasai empat habitat. Yang pertama adalah air. Kehidupan berasal dan berkembang di air selama jutaan tahun. Yang kedua - darat-udara - tumbuhan dan hewan muncul di darat dan di atmosfer dan dengan cepat beradaptasi dengan kondisi baru. Secara bertahap mengubah lapisan atas daratan - litosfer, mereka menciptakan habitat ketiga - tanah, dan mereka sendiri menjadi habitat keempat.

Habitat perairan - hidrosfer

Air menutupi 71% luas bumi dan mencakup 1/800 volume daratan atau 1370 m3. Sebagian besar air terkonsentrasi di laut dan samudera - 94-98%, es kutub mengandung sekitar 1,2% air dan sebagian kecil - kurang dari 0,5%, di air tawar sungai, danau, dan rawa. Hubungan ini bersifat konstan, meskipun di alam siklus air terus berlanjut tanpa henti.

Sekitar 150.000 spesies hewan dan 10.000 tumbuhan hidup di lingkungan perairan, masing-masing hanya mewakili 7 dan 8% dari jumlah total spesies di Bumi. Berdasarkan hal ini, disimpulkan bahwa evolusi di darat jauh lebih intensif daripada di air.

Semua penghuni perairan, terlepas dari perbedaan gaya hidup, harus beradaptasi dengan ciri-ciri utama lingkungannya. Fitur-fitur ini ditentukan, pertama-tama, oleh sifat fisik air:

Kepadatan,

· Konduktivitas termal,

Kemampuan untuk melarutkan garam dan gas

· Pergerakan air secara vertikal,

Modus ringan

Konsentrasi ion hidrogen (tingkat pH)

Kepadatan air menentukan kekuatan apungnya yang signifikan. Ini berarti berat organisme di dalam air menjadi lebih ringan dan memungkinkan adanya kehidupan permanen di kolom air tanpa tenggelam ke dasar. Kumpulan spesies kecil yang tidak mampu berenang aktif cepat dan tersuspensi di dalam air disebut plankton.

Plankton(planktos - mengembara, melonjak) - kumpulan tumbuhan (fitoplankton: diatom, alga hijau dan biru-hijau (hanya badan air tawar), flagellata tumbuhan, peridinean, dll.) dan organisme hewan kecil (zooplankton: krustasea kecil, dari yang lebih besar - moluska pteropoda, ubur-ubur, ctenophores, beberapa cacing) hidup di kedalaman yang berbeda, tetapi tidak mampu bergerak aktif dan tahan terhadap arus.

Karena kepadatan lingkungan yang tinggi dan keberadaan plankton di lingkungan perairan, jenis nutrisi filtrasi dimungkinkan. Ini dikembangkan pada hewan air yang berenang (paus) dan sesil (lili laut, kerang, tiram). Menyaring materi tersuspensi dari air menyediakan makanan bagi hewan tersebut. Gaya hidup yang menetap tidak mungkin dilakukan oleh penghuni perairan jika bukan karena kepadatan lingkungan yang memadai.

Massa jenis air suling pada suhu 4 0 C adalah 1 gram/cm 3 . Kepadatan perairan alami yang mengandung garam terlarut bisa lebih besar, hingga 1,35 g/cm 3 .

Karena kepadatan air yang tinggi, tekanan meningkat seiring dengan kedalaman. Rata-rata, untuk setiap kedalaman 10 m, tekanan meningkat sebesar 1 atmosfer. Hewan laut dalam mampu menahan tekanan yang ribuan kali lebih tinggi dari tekanan di darat (flounder, ikan pari). Mereka memiliki adaptasi khusus: bentuk tubuh rata di kedua sisi, sirip besar. Kepadatan air membuat pergerakan di dalamnya sulit, sehingga hewan yang berenang cepat harus memiliki otot yang kuat dan bentuk tubuh yang ramping (lumba-lumba, hiu, cumi-cumi, ikan).

Modus termal. Lingkungan perairan ditandai dengan perolehan panas yang lebih sedikit, karena sebagian besarnya dipantulkan, dan sebagian besarnya dihabiskan untuk penguapan. Air memiliki kapasitas panas yang tinggi. Sejalan dengan dinamika suhu daratan, suhu air menunjukkan fluktuasi suhu harian dan musiman yang lebih kecil. Oleh karena itu, penghuni perairan tidak harus beradaptasi dengan cuaca beku yang parah atau suhu panas 40 derajat. Hanya di sumber air panas suhu airnya bisa mendekati titik didih. Selain itu, waduk secara signifikan menyamakan suhu atmosfer wilayah pesisir. Dengan tidak adanya lapisan es, lautan memberikan efek pemanasan pada wilayah daratan di sekitarnya pada musim dingin, dan efek pendinginan dan kelembapan pada musim panas.

Ciri khas lingkungan perairan adalah mobilitasnya, terutama pada aliran sungai yang berarus deras. Lautan dan samudera mengalami pasang surut, arus kuat, dan badai. Di danau, suhu air berubah karena suhu dan angin. Perubahan suhu pada perairan yang mengalir mengikuti perubahan udara di sekitarnya dan mempunyai amplitudo yang lebih kecil.

Di danau dan kolam di daerah beriklim sedang, air jelas terbagi menjadi tiga lapisan:

Dengan peningkatan suhu lebih lanjut, lapisan atas air menjadi kurang padat dan tidak lagi tenggelam - stagnasi musim panas pun terjadi. Pada musim gugur, air permukaan kembali mendingin hingga 4 0 C dan tenggelam ke dasar, menyebabkan pencampuran sekunder massa air dengan pemerataan suhu.

Kisaran suhu air di Samudra Dunia adalah 38° (dari -2 hingga +36°C), di perairan tawar – 26° (dari -0,9 hingga +25°C). Dengan kedalaman, suhu air turun tajam. Hingga 50 m terjadi fluktuasi suhu harian, hingga 400 m – musiman, lebih dalam suhu menjadi konstan, turun hingga +1-3°C (di Arktik suhunya mendekati 0°C).

Jadi, dalam air sebagai lingkungan hidup, di satu sisi, terdapat variasi kondisi suhu yang cukup signifikan, dan di sisi lain, ciri termodinamika lingkungan perairan (panas jenis tinggi, konduktivitas termal tinggi, pemuaian selama pembekuan) menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi organisme hidup.

Modus ringan. Intensitas cahaya di dalam air sangat melemah karena dipantulkan oleh permukaan dan diserap oleh air itu sendiri. Hal ini sangat mempengaruhi perkembangan fotosintesis tanaman. Semakin tidak transparan airnya, semakin banyak cahaya yang diserap. Transparansi air dibatasi oleh suspensi mineral dan plankton. Ini berkurang seiring dengan pesatnya perkembangan organisme kecil di musim panas, dan di daerah beriklim sedang dan lintang utara bahkan di musim dingin, setelah terbentuknya lapisan es dan menutupinya dengan salju di atasnya.

Di lautan yang airnya sangat transparan, 1% radiasi cahaya menembus hingga kedalaman 140 m, dan di danau-danau kecil pada kedalaman 2 m hanya sepersepuluh persen yang menembus. Sinar dari berbagai bagian spektrum diserap secara berbeda di dalam air; sinar merah diserap terlebih dahulu. Seiring bertambahnya kedalaman, warnanya menjadi lebih gelap, dan warna air mula-mula menjadi hijau, lalu biru, nila, dan akhirnya biru-ungu, berubah menjadi gelap gulita. Hidrobion juga berubah warna, beradaptasi tidak hanya pada komposisi cahaya, tetapi juga pada kekurangannya - adaptasi kromatik. Di zona terang, di perairan dangkal, ganggang hijau (Chlorophyta) mendominasi, klorofilnya menyerap sinar merah, seiring dengan kedalamannya digantikan oleh coklat (Phaephyta) dan kemudian merah (Rhodophyta).

Cahaya hanya menembus pada kedalaman yang relatif dangkal, sehingga organisme tumbuhan (phytobenthos) hanya dapat hidup di cakrawala atas kolom air. Di kedalaman yang sangat dalam tidak ada tumbuhan, dan hewan laut dalam hidup dalam kegelapan total, secara unik beradaptasi dengan cara hidup ini.

Jam siang hari jauh lebih pendek (terutama di lapisan dalam) dibandingkan di darat. Jumlah cahaya di lapisan atas waduk bervariasi menurut garis lintang wilayah dan waktu dalam setahun. Oleh karena itu, malam kutub yang panjang sangat membatasi waktu yang cocok untuk fotosintesis di Arktik dan Antartika, dan lapisan es mempersulit cahaya untuk mencapai seluruh perairan beku di musim dingin.

Modus gas. Gas utama dalam air adalah oksigen dan karbon dioksida. Sisanya merupakan kepentingan sekunder (hidrogen sulfida, metana).

Jumlah oksigen yang terbatas merupakan salah satu kesulitan utama dalam kehidupan penghuni perairan. Kandungan oksigen total pada lapisan atas air (disebut apa?) adalah 6-8ml/l atau di 21 kali lebih rendah daripada di atmosfer (ingat angkanya!).

Kandungan oksigen berbanding terbalik dengan suhu. Dengan meningkatnya suhu dan salinitas air, konsentrasi oksigen di dalamnya menurun. Pada lapisan yang banyak dihuni oleh hewan dan bakteri, kekurangan oksigen dapat terjadi karena peningkatan konsumsi oksigen. Jadi, di Samudra Dunia, kedalaman 50 hingga 1000 meter yang kaya akan kehidupan ditandai dengan penurunan aerasi yang tajam. Jumlahnya 7-10 kali lebih rendah dibandingkan perairan permukaan yang dihuni fitoplankton. Kondisi di dekat dasar waduk bisa mendekati anaerobik.

Di perairan terkadang ada membeku– kematian massal penduduk karena kekurangan oksigen. Penyebabnya adalah kondisi stagnan di waduk-waduk kecil. Menutupi permukaan waduk dengan es di musim dingin, mencemari waduk, meningkatkan suhu air. Ketika konsentrasi oksigen di bawah 0,3-3,5 ml/l, kehidupan aerob di dalam air tidak mungkin terjadi.

Karbon dioksida. Cara karbon dioksida memasuki air:

· Pelarutan karbon yang terkandung di udara;

· Respirasi organisme perairan;

· Penguraian residu organik;

· Pelepasan dari karbonat.