Les organismes terrestres de l'air en sont des exemples. Caractéristiques générales du sol comme milieu de vie

Structure en couches des coquilles de la Terre et composition de l'atmosphère ; régime lumineux en tant que facteur de l'environnement sol-air; adaptation des organismes à différents modes lumineux; régime de température en terrestre environnement aérien, adaptations de température; la pollution de l'air

Environnement sol-air- les plus difficiles en termes de conditions environnementales de vie. La vie terrestre nécessitait des adaptations morphologiques et biochimiques qui n'étaient possibles qu'avec un niveau d'organisation suffisamment élevé des plantes et des animaux. En figue. 2 montre un diagramme des coquilles de la Terre. La partie extérieure peut être attribuée à l'environnement sol-air. lithosphère et le bas atmosphère. L'atmosphère, à son tour, a une structure en couches assez clairement prononcée. Les couches inférieures de l'atmosphère sont représentées sur la Fig. 2. Puisque la majeure partie des êtres vivants vit dans la troposphère, c'est cette couche de l'atmosphère qui est incluse dans le concept d'environnement sol-air. La troposphère est la plus Partie inférieure atmosphère. Sa hauteur dans différentes zones est de 7 à 18 km, elle contient l'essentiel de la vapeur d'eau, qui, en se condensant, forme des nuages. Un puissant mouvement d'air se produit dans la troposphère et la température baisse en moyenne de 0,6 ° C avec une augmentation tous les 100 m.

L'atmosphère terrestre est constituée d'un mélange mécanique de gaz qui n'agissent pas chimiquement les uns sur les autres. Tous les processus météorologiques s'y déroulent, dont la totalité est appelée climat. La limite supérieure de l'atmosphère est conventionnellement considérée comme 2000 km, c'est-à-dire que sa hauteur est Y 3 partie du rayon de la Terre. Divers processus physiques se produisent en permanence dans l'atmosphère : changement de température et d'humidité, condensation de vapeur d'eau, brouillard, nuages ​​se forment, les rayons du soleil chauffent l'atmosphère, l'ionisent, etc.

La majeure partie de l'air est concentrée dans une couche de 70 km. L'air sec contient (en %) : azote - 78,08 ; oxygène - 20,95; argon - 0,93; dioxyde de carbone - 0,03. Les autres gaz sont très peu nombreux. Ce sont l'hydrogène, le néon, l'hélium, le krypton, le radon, le xénon - la plupart des gaz inertes.

L'air de l'atmosphère est l'un des principaux éléments vitaux environnement... Il protège de manière fiable la planète des rayonnements cosmiques nocifs. Sous l'influence de l'atmosphère sur Terre, les processus géologiques les plus importants ont lieu, qui forment finalement le paysage.

L'air atmosphérique appartient à la catégorie des ressources inépuisables, mais développement industriel intensif, croissance urbaine, expansion de la recherche Cosmos renforcer le négatif impact anthropique sur l'atmosphère. Par conséquent, la question de la protection de l'air atmosphérique devient de plus en plus urgente.

En plus de l'air d'une certaine composition, les organismes vivants habitant l'environnement sol-air sont affectés par la pression et l'humidité de l'air, ainsi que par le rayonnement solaire et la température.

Riz. 2.

Mode lumière, ou rayonnement solaire. Pour la mise en œuvre des processus vitaux, tous les organismes vivants ont besoin d'énergie provenant de l'extérieur. Sa principale source est le rayonnement solaire.

L'effet des différentes parties du spectre du rayonnement solaire sur les organismes vivants est différent. On sait que dans le spectre rayons de soleil allouer ultraviolet, visible et région infrarouge, qui, à leur tour, se composent d'ondes lumineuses de différentes longueurs (Fig. 3).

Parmi les rayons ultraviolets (UVL), seules les grandes longueurs d'onde (290-300 nm) atteignent la surface de la Terre, et les courtes longueurs d'onde (moins de 290 nm), destructrices pour tous les êtres vivants, sont presque totalement absorbées à une altitude d'environ 20- 25 km par l'écran d'ozone - fine couche atmosphère contenant les molécules 0 3 (voir Fig. 2).

Riz. 3. Action biologique de différentes parties du spectre du rayonnement solaire : 1 - dénaturation des protéines ; 2 - l'intensité de la photosynthèse du blé ; 3 - sensibilité spectrale de l'œil humain. Zone ombragée du rayonnement ultraviolet qui ne pénètre pas

à travers l'atmosphère

Les rayons ultraviolets de grande longueur d'onde (300-400 nm), qui ont une énergie photonique élevée, ont une activité chimique et mutagène élevée. De fortes doses d'entre eux sont nocifs pour les organismes.

Dans la plage de 250 à 300 nm, les UVL ont un puissant effet bactéricide et provoquent la formation de vitamine D antirachitique chez les animaux, c'est-à-dire qu'à petites doses, les UVL sont nécessaires pour les humains et les animaux. À une longueur de 300 à 400 nm, la lumière UV provoque un coup de soleil chez une personne, qui est une réaction protectrice de la peau.

Les rayons infrarouges (PCL) avec une longueur d'onde de plus de 750 nm fournissent effet thermique, ne sont pas perçus par l'œil humain et fournissent le régime thermique de la planète. Ces rayons sont particulièrement importants pour les animaux à sang froid (insectes, reptiles), qui les utilisent pour augmenter la température corporelle (papillons, lézards, serpents) ou pour chasser (tiques, araignées, serpents).

Actuellement, de nombreux appareils ont été fabriqués qui utilisent l'une ou l'autre partie du spectre : irradiateurs ultraviolets, appareils électroménagers à rayonnement infrarouge pour Fast food nourriture, etc

Les rayons visibles d'une longueur d'onde de 400 à 750 nm sont d'une grande importance pour tous les organismes vivants.

La lumière comme condition de la vie végétale. La lumière est absolument essentielle pour les plantes. Utilisation de plantes vertes énergie solaire exactement cette région du spectre, la capturant dans le processus de photosynthèse :

En raison des différentes exigences en énergie lumineuse des plantes, diverses adaptations morphologiques et physiologiques au régime lumineux de l'habitat apparaissent.

L'adaptation est un système de régulation des processus métaboliques et des caractéristiques physiologiques qui assurent l'adaptabilité maximale des organismes aux conditions environnementales.

Conformément aux adaptations au régime lumineux, les plantes sont divisées en les groupes écologiques suivants.

• 1. Photophile- ayant les adaptations morphologiques suivantes : rameaux fortement ramifiés avec entre-nœuds raccourcis, rosette ; les feuilles sont petites ou avec un limbe fortement disséqué, souvent avec une floraison ou une pubescence cireuse, souvent à bord clair (par exemple, acacia, mimosa, sophora, bleuet, plume, pin, tulipe).
• 2. Amoureux de l'ombre- constamment dans de fortes conditions d'ombrage. Leurs feuilles sont vert foncé, disposées horizontalement. Ce sont des plantes des niveaux inférieurs des forêts (par exemple, les gaulthéries, la mine à double feuilles, les fougères, etc.). Avec un manque de lumière, les plantes des grands fonds (algues rouges et brunes) vivent.
• 3. Tolérant à l'ombre- peut tolérer l'ombrage, mais pousse bien à la lumière (par exemple, les graminées et arbustes forestiers poussant dans les zones ombragées et sur les bords, ainsi que le chêne, le hêtre, le charme, l'épicéa).

Par rapport à la lumière, les plantes de la forêt sont disposées en gradins. De plus, même dans un même arbre, les feuilles captent la lumière différemment selon la couche. En règle générale, ils sont mosaïque de feuille, c'est-à-dire qu'ils sont positionnés de manière à augmenter la surface de la feuille pour une meilleure capture de la lumière.

Le mode d'éclairage change en fonction de la latitude géographique, de l'heure de la journée et de la période de l'année. En raison de la rotation de la Terre, le régime lumineux a un rythme quotidien et saisonnier distinct. La réponse du corps à un changement de mode d'éclairage est appelée photopériodisme. En relation avec le photopériodisme dans le corps, les processus du métabolisme, de la croissance et du développement changent.

Le photopériodisme chez les plantes est associé au phénomène phototropisme- mouvement d'organes végétaux individuels vers la lumière. Par exemple, le mouvement d'un panier de tournesol dans la journée suivant le soleil, ouverture des inflorescences de pissenlit et liseron le matin et les fermer le soir, et inversement - ouverture des fleurs de violette nocturne et tabac parfumé le soir et les fermer le matin (photopériodisme quotidien).

Le photopériodisme saisonnier est observé sous des latitudes avec des saisons changeantes (latitudes tempérées et nordiques). Au début d'une longue journée (au printemps), un flux de sève actif est observé dans les plantes, les bourgeons gonflent et s'ouvrent. Au début d'une courte journée d'automne, les plantes perdent leur feuillage et se préparent à la dormance hivernale. Il est nécessaire de distinguer les plantes de "jour court" - elles sont courantes dans les régions subtropicales (chrysanthèmes, périlla, riz, soja, bourdon, chanvre); et les plantes à "jour long" (rudbeckia, céréales, crucifères, aneth) - elles sont principalement réparties sous les latitudes tempérées et polaires. Les plantes à jours longs ne peuvent pas prospérer dans le sud (elles ne produisent pas de graines), et il en va de même pour les plantes à jours courts lorsqu'elles sont cultivées dans le nord.

La lumière comme condition de vie des animaux. Pour les animaux, la lumière n'est pas un facteur primordial, comme pour les plantes vertes, puisqu'elles existent grâce à l'énergie du soleil accumulée par ces plantes. Néanmoins, les animaux ont besoin de lumière d'une certaine composition spectrale. Fondamentalement, ils ont besoin de lumière pour s'orienter visuellement dans l'espace. Certes, tous les animaux n'ont pas d'yeux. Chez les primitifs, il s'agit simplement de cellules photosensibles ou même d'une place dans une cellule (par exemple, un stigmate chez les organismes unicellulaires ou un « œil sensible à la lumière »).

La vision figurative n'est possible qu'avec une structure oculaire suffisamment complexe. Par exemple, les araignées ne peuvent distinguer les contours des objets en mouvement qu'à une distance de 1 à 2 cm.Les yeux des vertébrés perçoivent la forme et la taille des objets, leur couleur et déterminent la distance qui les sépare.

La lumière visible est un concept conventionnel pour différents types d'animaux. Pour les humains, ce sont des rayons allant du violet au rouge foncé (rappelez-vous les couleurs de l'arc-en-ciel). Les crotales, par exemple, détectent la partie infrarouge du spectre. Les abeilles, en revanche, distinguent les rayons ultraviolets multicolores, mais ne perçoivent pas les rouges. Le spectre de la lumière visible pour eux est déplacé vers la région ultraviolette.

Le développement des organes de la vision dépend en grande partie de la situation écologique et des conditions de l'habitat des organismes. Ainsi, chez les habitants permanents des grottes, où la lumière du soleil ne pénètre pas, les yeux peuvent être totalement ou partiellement réduits : chez les carabes aveugles, les chauves-souris, certains amphibiens et poissons.

La capacité de colorer la vision dépend également du fait que les organismes mènent un mode de vie diurne ou nocturne. Canins, félins, hamsters (qui se nourrissent en chassant au crépuscule) voient tous en noir et blanc. La même vision est chez les oiseaux de nuit - hiboux, engoulevents. Les oiseaux diurnes ont une vision des couleurs bien développée.

Les animaux et les oiseaux ont également des adaptations à leur vie diurne et nocturne. Par exemple, la plupart des ongulés, des ours, des loups, des aigles et des alouettes sont actifs pendant la journée, tandis que les tigres, les souris, les hérissons et les hiboux sont plus actifs la nuit. La longueur des heures de clarté affecte le début de la saison des amours, les migrations et les vols chez les oiseaux, l'hibernation chez les mammifères, etc.

Les animaux sont guidés à l'aide de leurs yeux lors des vols longue distance et des migrations. Les oiseaux, par exemple, choisissent leur direction de vol avec une précision étonnante, couvrant plusieurs milliers de kilomètres des sites de nidification aux lieux d'hivernage. Il a été prouvé qu'avec de tels vols longue distance, les oiseaux sont au moins partiellement orientés par le Soleil et les étoiles, c'est-à-dire des sources lumineuses astronomiques. Ils sont capables de naviguer, de changer d'orientation afin d'atteindre le point souhaité sur Terre. Si les oiseaux sont transportés dans des cages, ils choisissent alors correctement la direction d'hivernage de n'importe où sur la Terre. Les oiseaux ne volent pas dans un brouillard continu, car ils s'égarent souvent pendant le vol.

Chez les insectes, la capacité de ce type d'orientation est développée chez les abeilles. Ils utilisent la position (hauteur) du Soleil comme guide.

Régime de température dans l'environnement sol-air. Adaptations de température. On sait que la vie est un mode d'existence des corps protéiques, donc les limites de l'existence de la vie sont des températures auxquelles la structure et le fonctionnement normaux des protéines sont possibles, en moyenne de 0 ° à + 50 ° . Cependant, certains organismes ont des systèmes enzymatiques spécialisés et sont adaptés à une existence active à des températures en dehors des limites spécifiées.

Espèces qui préfèrent le froid (on les appelle cryophiles), peut maintenir l'activité cellulaire jusqu'à -8 ° ... -10 ° C. Les bactéries, champignons, lichens, mousses, arthropodes peuvent tolérer l'hypothermie. Nos arbres ne meurent pas non plus quand basses températures... Il est seulement important que lors de la préparation de l'hiver, l'eau des cellules végétales entre dans un état spécial et ne se transforme pas en glace - les cellules meurent alors. Les plantes surmontent l'hypothermie, accumulant des substances dans leurs cellules et tissus - protecteurs osmotiques : divers sucres, acides aminés, alcools, qui « pompent » l'excès d'eau, l'empêchant de se transformer en glace.

Il existe un groupe d'espèces d'organismes dont l'optimum de vie - hautes températures, elles sont appelées thermophiles. Ce sont divers vers, insectes, acariens qui vivent dans les déserts et les semi-déserts chauds, ce sont des bactéries de sources chaudes. Il y a des sources avec une température de + 70 ° C contenant des habitants vivants - des algues bleu-vert (cyanobactéries), certains types de mollusques.

Si nous prenons en compte et latent(au repos à long terme) formes d'organismes, telles que les spores de certaines bactéries, les kystes, les spores et les graines de plantes, ils peuvent résister à des températures significativement anormales. Les spores bactériennes peuvent supporter un chauffage jusqu'à 180°C. De nombreuses graines, pollens de plantes, kystes, algues unicellulaires peuvent résister à la congélation dans l'azote liquide (à -195,8°C), puis au stockage longue durée à -70°C. Une fois décongelées et placées dans des conditions favorables et un milieu nutritif suffisant, ces cellules peuvent redevenir actives et commencer à se multiplier.

La suspension temporaire de tous les processus vitaux du corps est appelée animation suspendue. L'anabiose peut survenir chez les animaux à la fois lorsque la température de l'environnement diminue et lorsqu'elle augmente. Par exemple, chez les serpents et les lézards, lorsque la température de l'air dépasse 45°C, une torpeur thermique s'installe. Chez les amphibiens à des températures de l'eau inférieures à 4 ° С activité vitale pratiquement absent. D'un état d'animation suspendue, les êtres vivants peuvent revenir à vie normale seulement si la structure des macromolécules dans leurs cellules (principalement l'ADN et les protéines) n'est pas perturbée.

La résistance aux fluctuations de température chez les habitants terrestres est différente.

Adaptations de la température chez les plantes. Les plantes, étant des organismes immobiles, sont obligées de s'adapter aux fluctuations de température qui existent dans leurs habitats. Ils ont des systèmes spécifiques qui protègent contre l'hypothermie ou la surchauffe. Transpiration est un système d'évaporation de l'eau par les plantes à travers l'appareil stomatique, ce qui les évite de surchauffer. Certaines plantes ont même acquis une résistance aux incendies - on les appelle pyrophytes. Les incendies se produisent souvent dans les savanes et les arbustes. Les arbres de la savane ont une écorce épaisse imprégnée de substances réfractaires. Leurs fruits et leurs graines ont des couvertures épaisses et lignifiées qui se fissurent lorsqu'elles sont englouties par le feu, ce qui aide les graines à pénétrer dans le sol.

Adaptations à la température des animaux. Les animaux, par rapport aux plantes, ont une grande capacité d'adaptation aux changements de température, car ils sont capables de se déplacer, d'avoir des muscles et de produire leur propre chaleur interne. Selon les mécanismes de maintien d'une température corporelle constante, il existe poïkilotherme(sang froid) et homéotherme animaux (à sang chaud).

Poïkilotherme- ce sont des insectes, des poissons, des amphibiens, des reptiles. Leur température corporelle change avec la température ambiante.

homéothermique- les animaux à température corporelle constante, capables de la maintenir même avec de fortes fluctuations de la température extérieure (ce sont les mammifères et les oiseaux).

Les principaux moyens d'adaptations en température :

• 1) thermorégulation chimique- une augmentation de la production de chaleur en réponse à une diminution de la température ambiante ;
• 2) thermorégulation physique- la capacité de retenir la chaleur due aux cheveux et aux plumes, la répartition des réserves de graisse, la possibilité de transfert de chaleur par évaporation, etc.

3) thermorégulation comportementale- la capacité de se déplacer de lieux de températures extrêmes vers des lieux de températures optimales. C'est la principale voie de thermorégulation chez les animaux poïkilothermes. Lorsque la température monte ou descend, ils ont tendance à changer de posture ou à se cacher à l'ombre, dans un trou. Les abeilles, les fourmis, les termites construisent des nids avec une température bien régulée à l'intérieur.

Chez les animaux à sang chaud, le système de thermorégulation s'est considérablement amélioré (bien qu'il soit faible chez les veaux et les poussins).

Pour illustrer la perfection de la thermorégulation chez les animaux supérieurs et les humains, on peut donner l'exemple suivant. Il y a environ 200 ans, le Dr C. Blagden en Angleterre a fait l'expérience suivante : avec ses amis et un chien, il a passé 45 minutes dans une chambre sèche à +126°C sans conséquences sur sa santé. Les amoureux du bain finlandais savent qu'ils peuvent passer du temps dans un sauna à une température supérieure à + 100 ° C (pour chacun - le sien), et c'est bon pour la santé. Mais on sait aussi que si vous gardez un morceau de viande à cette température, il va cuire.

Sous l'action du froid chez les animaux à sang chaud, les processus oxydatifs s'intensifient, notamment au niveau des muscles. La thermorégulation chimique entre en jeu. Des tremblements musculaires sont notés, entraînant un dégagement de chaleur supplémentaire. Le métabolisme des lipides est particulièrement amélioré, car les graisses contiennent une importante réserve d'énergie chimique. Ainsi, l'accumulation de réserves graisseuses permet une meilleure thermorégulation.

L'augmentation de la production de produits thermiques s'accompagne d'une consommation un grand nombre nourriture. Ainsi, les oiseaux qui restent pour l'hiver ont besoin de beaucoup de nourriture, ils n'ont pas peur du gel, mais du manque de nourriture. À bonne récolte les becs-croisés de l'épinette et du pin, par exemple, reproduisent des poussins même en hiver. Les gens - les habitants des régions dures de la Sibérie ou du nord - de génération en génération ont développé un menu riche en calories - des boulettes traditionnelles et d'autres aliments riches en calories. Par conséquent, avant de suivre les régimes occidentaux à la mode et de rejeter la nourriture des ancêtres, il est nécessaire de se rappeler l'opportunité existant dans la nature, qui sous-tend les traditions à long terme des gens.

Un mécanisme efficace pour réguler les échanges thermiques chez les animaux, comme chez les plantes, est l'évaporation de l'eau par la transpiration ou à travers les muqueuses de la bouche et des voies respiratoires supérieures. Ceci est un exemple de thermorégulation physique. Une personne en chaleur extrême peut transpirer jusqu'à 12 litres par jour, tout en dissipant la chaleur 10 fois plus que la normale. L'eau libérée doit en partie revenir par la consommation.

Les animaux à sang chaud, comme les animaux à sang froid, sont caractérisés par une thermorégulation comportementale. Dans les terriers d'animaux vivant sous terre, les fluctuations de température sont moindres, plus le terrier est profond. Un microclimat uniforme et favorable est maintenu dans des nids d'abeilles habilement construits. Le comportement de groupe des animaux est particulièrement intéressant. Par exemple, les pingouins en période de gel intense et de blizzard forment une "tortue" - un tas dense. Ceux qui se retrouvent sur le bord font progressivement leur chemin à l'intérieur, où la température est maintenue à environ +37°C. Là, à l'intérieur, les oursons sont également placés.

Ainsi, pour vivre et se reproduire dans certaines conditions du milieu sol-air, au cours de l'évolution, les animaux et les plantes ont développé une grande variété d'adaptations et de systèmes de conformité à cet habitat.

La pollution de l'air. V Ces derniers temps un facteur externe de plus en plus important qui modifie l'habitat terrestre-air devient facteur anthropique.

L'atmosphère, comme la biosphère, a la propriété de s'auto-nettoyer, ou de maintenir l'équilibre. Cependant, le volume et le taux de pollution atmosphérique moderne dépassent les capacités naturelles de leur neutralisation.

Il s'agit d'abord de pollutions naturelles - poussières diverses : minérales (produits de l'altération et de la destruction des roches), organiques (aéroplancton - bactéries, virus, pollen) et spatiales (particules qui entrent dans l'atmosphère depuis l'espace).

Deuxièmement, ce sont les pollutions artificielles (anthropiques) - émissions industrielles, de transport et domestiques dans l'atmosphère (poussières de cimenteries, suies, gaz divers, pollution radioactive, pesticides).

Selon des estimations approximatives, 1,5 million de tonnes d'arsenic ont été émises dans l'atmosphère au cours des 100 dernières années ; 1 million de tonnes de nickel ; 1,35 million de tonnes de silicium, 900 000 tonnes de cobalt, 600 000 tonnes de zinc, la même quantité de cuivre et d'autres métaux.

Les usines chimiques émettent du dioxyde de carbone, de l'oxyde de fer, des oxydes d'azote, du chlore. Parmi les pesticides, les composés organophosphorés sont particulièrement toxiques, à partir desquels des composés encore plus toxiques sont obtenus dans l'atmosphère.

Du fait des émissions dans les villes où le rayonnement ultraviolet est réduit et où l'on observe une forte congestion de la population, il se produit une dégradation du bassin atmosphérique, dont l'une des manifestations est le smog.

Le smog se produit "classique"(un mélange de brouillards toxiques apparaissant dans une couverture nuageuse légère) et " photochimique»(Un mélange de gaz corrosifs et d'aérosols qui se forme sans brouillard à la suite de réactions photochimiques). Le smog le plus dangereux de Londres et Los Angeles. Il absorbe jusqu'à 25 % du rayonnement solaire et 80 % des rayons ultraviolets, ce qui affecte la population urbaine.

L'environnement sol-air est le plus difficile pour la vie des organismes. Les facteurs physiques qui le composent sont très divers : lumière, température. Mais les organismes se sont adaptés au cours de l'évolution à ces facteurs changeants et ont développé des systèmes d'adaptation pour assurer une adaptabilité extrême aux conditions de l'habitat. Malgré le caractère inépuisable de l'air en tant que ressource environnementale, sa qualité se détériore rapidement. La pollution de l'air est la forme la plus dangereuse de pollution de l'environnement.

Questions et tâches pour la maîtrise de soi

• 1. Expliquez pourquoi l'environnement sol-air est le plus difficile pour la vie des organismes.
• 2. Donner des exemples d'adaptations des plantes et des animaux aux températures élevées et basses.
• 3. Pourquoi la température a-t-elle un effet important sur l'activité vitale de tout organisme ?
• 4. Analysez comment la lumière affecte la vie des plantes et des animaux.
• 5. Décrivez ce qu'est le photopériodisme.
• 6. Prouver que différentes ondes du spectre lumineux ont des effets différents sur les organismes vivants, donner des exemples. Liste en quels groupes les organismes vivants sont subdivisés selon la manière d'utiliser l'énergie, donnez des exemples.
• 7. Commentez à quoi les phénomènes saisonniers de la nature sont liés et comment les plantes et les animaux y réagissent.
• 8. Expliquez pourquoi la pollution de l'environnement sol-air est le plus grand danger pour les organismes vivants.

Les animaux sont dispersés sur presque toute la surface de la Terre. En raison de leur mobilité, leur capacité à s'adapter de manière évolutive à des conditions d'existence plus froides, en raison de leur absence de dépendance directe vis-à-vis de lumière du soleil, les animaux ont occupé plus d'habitats que les plantes. Cependant, il ne faut pas oublier que les animaux dépendent des plantes, car les plantes leur servent de source de nourriture (pour les herbivores, et les prédateurs mangent des herbivores).

Ici, dans le contexte des habitats animaux, nous comprendrons milieu de vie animal.

Il y a quatre habitats animaux au total. Ce sont 1) l'air souterrain, 2) l'eau, 3) le sol et 4) d'autres organismes vivants. En parlant de l'environnement terrestre-air de la vie, il est parfois divisé en terrestre et, séparément, en air. Cependant, même les animaux volants, tôt ou tard, atterrissent sur le sol. De plus, lorsqu'il se déplace au sol, l'animal est également dans les airs. Par conséquent, les environnements sol et air sont combinés en un seul environnement sol-air.

Il y a des animaux qui vivent dans deux environnements à la fois. Par exemple, de nombreux amphibiens (grenouilles) vivent à la fois dans l'eau et sur terre; un certain nombre de rongeurs vivent dans le sol et à la surface de la terre.

Habitat sol-air

Il y a la plupart des espèces animales dans l'environnement sol-air. La terre s'est avérée, en un sens, l'environnement le plus commode pour leur vie. Bien que dans l'évolution, les animaux (et les plantes) sont apparus dans l'eau et n'ont remonté que plus tard à la surface.

La plupart des vers, insectes, amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères vivent sur terre. De nombreuses espèces animales sont capables de voler, elles passent donc une partie de leur vie exclusivement dans les airs.

Les animaux de l'environnement sol-air se caractérisent généralement par une grande mobilité et une bonne vue.

L'environnement terrestre-air est caractérisé par une grande variété de conditions d'habitat (forêts tropicales et tempérées, prairies et steppes, déserts, toundra, etc.). Par conséquent, les animaux de ce milieu de vie se caractérisent par une grande variété, ils peuvent être très différents les uns des autres.

Habitat aquatique

Environnement aquatique l'habitat diffère de l'air par une plus grande densité. Ici, les animaux peuvent se permettre d'avoir des corps très massifs (baleines, requins), car l'eau les soutient et allège leur corps. Cependant, il est plus difficile de se déplacer dans un environnement dense, par conséquent, les animaux aquatiques ont souvent une forme de corps profilée.

V profondeurs de la mer presque aucune lumière du soleil ne pénètre, par conséquent, les organes de la vision peuvent être peu développés chez les animaux des grands fonds.

Les animaux aquatiques sont divisés en plancton, necton et benthos. Plancton nage passivement dans la colonne d'eau (par exemple, les organismes unicellulaires), necton- ce sont des animaux nageurs actifs (poissons, baleines, etc.), benthos vit au fond (coraux, éponges, etc.).

Habitat du sol

Le sol en tant qu'habitat est très dense et manque de soleil. Ici, les animaux n'ont pas besoin d'organes de vision. Par conséquent, ils sont soit non développés (vers), soit réduits (taupes). En revanche, les baisses de température dans le sol ne sont pas aussi importantes qu'en surface. Le sol est habité par de nombreux vers, larves d'insectes, fourmis. Il y a aussi des habitants du sol parmi les mammifères : taupes, rats-taupes, animaux fouisseurs.

L'environnement sol-air est le plus difficile en termes de conditions environnementales. La vie sur terre exigeait de telles adaptations qui n'étaient possibles qu'avec un niveau d'organisation suffisamment élevé des plantes et des animaux.

4.2.1. Air comme facteur environnemental pour les organismes terrestres

La faible densité de l'air détermine sa faible portance et sa controverse insignifiante. Les habitants du milieu aérien doivent avoir leur propre système de soutien qui soutient le corps : les plantes - une variété de tissus mécaniques, les animaux - un squelette solide ou, beaucoup moins souvent, un squelette hydrostatique. De plus, tous les habitants de l'environnement aérien sont étroitement liés à la surface de la terre, qui leur sert de fixation et de soutien. La vie en suspension dans l'air est impossible.

Certes, de nombreux micro-organismes et animaux, spores, graines, fruits et pollen de plantes sont régulièrement présents dans l'air et sont transportés par les courants d'air (Fig. 43), de nombreux animaux sont capables de vol actif, mais dans toutes ces espèces la fonction principale de leur cycle de vie - la reproduction - s'effectue à la surface de la terre. Pour la plupart d'entre eux, rester dans les airs n'est associé qu'à l'installation ou à la recherche de proies.

Riz. 43. Répartition des arthropodes planctoniques aériens par hauteur (d'après Dajo, 1975)

Une faible densité de l'air entraîne une faible résistance au mouvement. Par conséquent, de nombreux animaux terrestres ont utilisé au cours de l'évolution les avantages écologiques de cette propriété de l'air, acquérant la capacité de voler. 75% des espèces de tous les animaux terrestres, principalement les insectes et les oiseaux, sont capables de voler activement, mais on trouve également des insectes volants parmi les mammifères et les reptiles. Les animaux terrestres volent principalement à l'aide d'efforts musculaires, mais certains peuvent aussi planer grâce aux courants d'air.

En raison de la mobilité de l'air, des mouvements verticaux et horizontaux des masses d'air existant dans les couches inférieures de l'atmosphère, le vol passif d'un certain nombre d'organismes est possible.

Anémophilie - la plus ancienne méthode de pollinisation des plantes. Tous les gymnospermes sont pollinisés par le vent, et parmi les angiospermes, les plantes anémophiles représentent environ 10 % de toutes les espèces.

L'anémophilie est observée dans les familles du hêtre, du bouleau, du noyer, de l'orme, du chanvre, de l'ortie, de la casuarine, du brume, du carex, des céréales, des palmiers et bien d'autres. Les plantes pollinisées par le vent ont toute la ligne des dispositifs qui améliorent les propriétés aérodynamiques de leur pollen, ainsi que des caractéristiques morphologiques et biologiques qui assurent l'efficacité de la pollinisation.

La vie de nombreuses plantes dépend entièrement du vent et la réinstallation s'effectue avec son aide. Une telle double dépendance est observée chez les épicéas, les pins, les peupliers, les bouleaux, les ormes, les frênes, les linaigrettes, les quenouilles, les saxauls, les juzguns, etc.

De nombreuses espèces se sont développées anémochorie- la réinstallation au moyen des courants d'air. L'anémochorie est caractéristique des spores, des graines et des fruits des plantes, des kystes de protozoaires, des petits insectes, des araignées, etc. Les organismes transportés passivement par les courants d'air sont collectivement appelés plancton aérien par analogie avec les habitants planctoniques du milieu aquatique. Les adaptations spéciales pour le vol passif sont de très petites tailles de corps, une augmentation de sa surface due à des excroissances, une forte dissection, une grande surface relative des ailes, l'utilisation de toiles d'araignée, etc. (Fig. 44). Les graines anémochorales et les fruits des plantes ont également soit de très petites tailles (par exemple, des graines d'orchidées), soit une variété d'appendices ptérygoïdes et parachutes qui augmentent leur capacité à planer (Fig. 45).

Riz. 44. Adaptations des insectes aéroportés :

1 - le moustique Cardiocrepis brevirostris ;

2 - la cécidomyie Porrycordila sp .;

3 - Hyménoptères Anargus fuscus ;

4 - Hermès Dreyfusia nordmannianae ;

5 - la larve de la spongieuse Lymantria dispar

Riz. 45. Adaptations pour le transport du vent dans les fruits et les graines de plantes :

1 - tilleul Tilia intermedia;

2 - l'érable Acer monspessulanum ;

3 - le bouleau Betula pendula ;

4 - la linaigrette Eriophorum ;

5 - Pissenlit Taraxacum officinale ;

6 - quenouille Typha scuttbeworhii

Dans la dispersion des micro-organismes, des animaux et des plantes, le rôle principal est joué par les courants d'air de convection verticale et les vents faibles. Les vents violents, les tempêtes et les ouragans ont également des impacts environnementaux importants sur les organismes terrestres.

Une faible densité de l'air entraîne une pression relativement faible sur le sol. Normalement, il est égal à 760 mm Hg. De l'art. Avec l'augmentation de l'altitude, la pression diminue. A 5800 m d'altitude, ce n'est que la moitié de la normale. Les basses pressions peuvent restreindre la répartition des espèces en montagne. Pour la plupart des vertébrés, la limite supérieure de la vie est d'environ 6000 m. Une diminution de la pression entraîne une diminution de l'apport d'oxygène et une déshydratation des animaux en raison d'une augmentation de la fréquence respiratoire. À peu près les mêmes sont les limites de l'avancement des plantes supérieures dans les montagnes. Un peu plus rustiques sont les arthropodes (collemboles, tiques, araignées), que l'on peut trouver sur les glaciers, au-dessus de la limite de la végétation.

En général, tous les organismes terrestres sont beaucoup plus sténobates que les organismes aquatiques, car les fluctuations habituelles de pression dans leur environnement constituent des fractions de l'atmosphère et même pour les oiseaux qui s'élèvent à de grandes hauteurs, ne dépassent pas 1/3 de la normale.

Composition gazeuse de l'air. Outre les propriétés physiques de l'air, ses caractéristiques chimiques sont extrêmement importantes pour l'existence des organismes terrestres. La composition gazeuse de l'air dans la couche superficielle de l'atmosphère est assez homogène par rapport à la teneur des principaux composants (azote - 78,1 %, oxygène - 21,0, argon - 0,9, dioxyde de carbone - 0,035% en volume) en raison de la capacité de diffusion élevée des gaz et mélange constant de convection et de flux de vent. Cependant, diverses impuretés de particules gazeuses, de gouttelettes liquides et solides (poussières) entrant dans l'atmosphère à partir de sources locales peuvent avoir une importance environnementale significative.

La teneur élevée en oxygène a favorisé une augmentation du métabolisme des organismes terrestres par rapport aux organismes aquatiques primaires. C'est dans l'environnement terrestre, sur la base de la grande efficacité des processus oxydatifs dans le corps, que l'homéothermie animale est née. L'oxygène, de par sa teneur constamment élevée dans l'air, n'est pas un facteur limitant la vie en milieu terrestre. Ce n'est que par endroits, dans des conditions spécifiques, qu'il est temporairement déficient, par exemple, en accumulations de débris végétaux en décomposition, de stocks de céréales, de farine, etc.

La teneur en dioxyde de carbone peut varier dans certaines zones de la couche d'air superficielle dans des limites assez importantes. Par exemple, en l'absence de vent au centre des grandes villes, sa concentration est décuplée. Les modifications diurnes de la teneur en dioxyde de carbone des couches superficielles associées au rythme de la photosynthèse des plantes sont naturelles. Les saisons sont causées par des changements dans l'intensité de la respiration des organismes vivants, principalement de la population microscopique des sols. Une saturation accrue de l'air en dioxyde de carbone se produit dans les zones d'activité volcanique, à proximité des sources thermales et d'autres sorties souterraines de ce gaz. À des concentrations élevées, le dioxyde de carbone est toxique. Dans la nature, de telles concentrations sont rares.

Dans la nature, la principale source de dioxyde de carbone est ce qu'on appelle la respiration du sol. Les micro-organismes du sol et les animaux respirent très intensément. Le dioxyde de carbone se diffuse du sol dans l'atmosphère, surtout lorsqu'il pleut. Une grande partie est émise par des sols moyennement humides, bien réchauffés, riches en résidus organiques. Par exemple, le sol d'une hêtraie émet du CO 2 de 15 à 22 kg/ha par heure, et un sol sableux non fertilisé seulement 2 kg/ha.

V conditions modernes une puissante source de quantités supplémentaires de CO 2 dans l'atmosphère était l'activité humaine consistant à brûler des combustibles fossiles.

L'azote de l'air pour la plupart des habitants du milieu terrestre est un gaz inerte, mais un certain nombre d'organismes procaryotes (bactéries nodulaires, azotobacter, clostridia, algues bleu-vert, etc.) ont la capacité de le lier et de l'impliquer dans la circulation biologique.

Riz. 46. Une pente de montagne avec une végétation détruite en raison des émissions de dioxyde de soufre des entreprises industrielles environnantes

Les impuretés locales qui pénètrent dans l'air peuvent également affecter de manière significative les organismes vivants. Cela s'applique en particulier aux substances gazeuses toxiques - méthane, oxyde de soufre, monoxyde de carbone, oxyde d'azote, sulfure d'hydrogène, composés chlorés, ainsi que les particules de poussière, de suie, etc., obstruant l'air dans les zones industrielles. La principale source moderne de pollution chimique et physique de l'atmosphère est anthropique : travail de diverses entreprises industrielles et des transports, érosion des sols, etc. L'oxyde de soufre (SO 2), par exemple, est toxique pour les plantes même à des concentrations allant du cinquante millième à un millionième du volume d'air. Presque toute la végétation périt autour des centres industriels qui polluent l'atmosphère avec ce gaz (Fig. 46). Certaines espèces végétales sont particulièrement sensibles au SO 2 et servent d'indicateur sensible de son accumulation dans l'air. Par exemple, de nombreux lichens meurent même avec des traces d'oxyde de soufre dans l'atmosphère environnante. Leur présence dans les forêts autour des grandes villes témoigne de la grande pureté de l'air. La résistance des plantes aux impuretés de l'air est prise en compte lors de la sélection des espèces pour l'aménagement paysager des agglomérations. Sensible à la fumée, par exemple, épinette et pin, érable, tilleul, bouleau. Les plus résistants sont le thuya, le peuplier canadien, l'érable américain, le sureau et quelques autres.

4.2.2. Sol et relief. Caractéristiques météorologiques et climatiques de l'environnement sol-air

Facteurs environnementaux édaphiques. Les propriétés du sol et du terrain affectent également les conditions de vie des organismes terrestres, principalement les plantes. Les propriétés de la surface de la terre, qui ont un impact écologique sur ses habitants, sont réunies par le nom facteurs environnementaux édaphiques (du grec "edaphos" - base, sol).

La nature du système racinaire des plantes dépend du régime hydrothermal, de l'aération, de la constitution, de la composition et de la structure du sol. Par exemple, les systèmes racinaires d'essences d'arbres (bouleau, mélèze) dans les zones de pergélisol sont situés à une faible profondeur et s'étendent en largeur. Là où il n'y a pas de pergélisol, les systèmes racinaires des mêmes plantes sont moins étendus et pénètrent plus profondément. Dans de nombreuses plantes de steppe, les racines peuvent puiser de l'eau à de grandes profondeurs, en même temps, elles ont également de nombreuses racines superficielles dans l'horizon humifère du sol, d'où les plantes absorbent des éléments de nutrition minérale. Sur les sols gorgés d'eau et mal aérés des mangroves, de nombreuses espèces ont des racines respiratoires spéciales - les pneumatophores.

Un certain nombre de groupes écologiques de plantes peuvent être distingués en fonction des différentes propriétés des sols.

Ainsi, selon la réaction à l'acidité du sol, on les distingue : 1) acidophile espèces - poussent sur des sols acides avec un pH inférieur à 6,7 (plantes des tourbières à sphaignes, ailes blanches); 2) neutrophile - graviter vers les sols avec un pH de 6,7 à 7,0 (la plupart des plantes cultivées); 3) basiphile- croître à un pH supérieur à 7,0 (mordovnik, anémone des forêts); 4) indifférent - peut pousser sur des sols avec sens différent pH (muguet, fétuque ovine).

Par rapport à la composition brute du sol, il y a : 1) oligotrophe les plantes qui se contentent d'une petite quantité d'éléments de cendre (pin sylvestre) ; 2) eutrophe, ceux qui ont besoin d'un grand nombre d'éléments de frêne (chêne, lièvre commun, pérenne forestier) ; 3) mésotrophe, nécessitant une quantité modérée d'éléments en frêne (épicéa commun).

Nitrophiles- Plantes qui préfèrent les sols riches en azote (ortie).

Les plantes du sol salin forment un groupe halophytes(salleros, sarsazan, kokpek).

Certaines espèces végétales sont confinées à différents substrats : pétrophytes poussent sur des sols caillouteux et psammophytes peupler les sables meubles.

Le terrain et la nature du sol affectent la spécificité du mouvement des animaux. Par exemple, les ongulés, les autruches et les outardes vivant dans des espaces ouverts ont besoin d'un sol solide pour améliorer la répulsion lorsqu'ils courent vite. Chez les lézards vivant sur le sable meuble, les doigts sont bordés d'une frange d'écailles cornées, ce qui augmente la surface du support (fig. 47). Pour les habitants terrestres qui creusent des trous, les sols denses sont défavorables. La nature du sol affecte dans certains cas la répartition des animaux terrestres qui s'enfouissent, s'enfouissent dans le sol pour échapper à la chaleur ou aux prédateurs, ou pondent des œufs dans le sol, etc.

Riz. 47. Gecko à doigts en éventail - un habitant des sables du Sahara: A - gecko à doigts en éventail; B - patte d'un gecko

Fonctionnalités météo. Les conditions de vie dans le milieu sol-air sont compliquées, de plus, les changements météorologiques.Temps - Il s'agit d'un état en constante évolution de l'atmosphère près de la surface de la Terre jusqu'à une altitude d'environ 20 km (la frontière de la troposphère). La variabilité du temps se manifeste par la variation constante de la combinaison de facteurs environnementaux tels que la température et l'humidité de l'air, la nébulosité, les précipitations, la force et la direction du vent, etc. organismes terrestres. Le temps affecte la vie des habitants aquatiques dans une bien moindre mesure et uniquement sur la population des couches superficielles.

Le climat de la région. Le régime météorologique à long terme caractérise le climat de la région. Le concept de climat comprend non seulement les valeurs moyennes des phénomènes météorologiques, mais aussi leur variation annuelle et quotidienne, leurs écarts et leur fréquence. Le climat est déterminé par les conditions géographiques de la région.

La diversité zonale des climats est compliquée par l'effet des vents de mousson, la répartition des cyclones et des anticyclones, l'influence des chaînes de montagnes sur le mouvement des masses d'air, le degré d'éloignement de l'océan (continentalité) et de nombreux autres facteurs locaux. En montagne, il existe une zonation climatique, à bien des égards similaire au changement de zones des basses latitudes vers les hautes latitudes. Tout cela crée une extraordinaire variété de conditions de vie sur terre.

Pour la plupart des organismes terrestres, en particulier les plus petits, ce n'est pas tant le climat de la région qui est important que les conditions de leur habitat immédiat. Très souvent, des éléments locaux de l'environnement (relief, exposition, végétation, etc.) modifient le mode de température, d'humidité, de lumière, de circulation de l'air dans une zone particulière de telle manière qu'il diffère de manière significative des conditions climatiques de la zone. De telles modifications climatiques locales qui se développent dans la couche d'air de surface sont appelées microclimat. Les microclimats sont très divers dans chaque zone. On peut distinguer des microclimats de zones arbitrairement petites. Par exemple, un régime spécial est créé dans la corolle de fleurs, qui est utilisée par les insectes qui y vivent. Les différences de température, d'humidité de l'air et de force du vent dans les espaces ouverts et dans la forêt, dans l'herbe et au-dessus des zones de sol nu, sur les pentes des expositions nord et sud, etc.. Un microclimat stable particulier se produit dans les terriers, les nids , creux, grottes et autres lieux fermés.

Précipitation. En plus de l'approvisionnement en eau et du stockage de l'humidité, ils peuvent jouer un autre rôle écologique. Ainsi, de fortes pluies torrentielles ou de la grêle ont parfois un effet mécanique sur les plantes ou les animaux.

Le rôle écologique du manteau neigeux est particulièrement diversifié. Les fluctuations quotidiennes de la température ne pénètrent dans l'épaisseur de la neige que jusqu'à 25 cm, plus profondément la température change à peine. Avec des gelées de -20-30 °C sous une couche de neige de 30-40 cm, la température n'est que légèrement inférieure à zéro. La couverture neigeuse profonde protège les bourgeons du renouvellement, protège les parties vertes des plantes du gel; de nombreuses espèces passent sous la neige sans perdre leur feuillage, par exemple, la peau velue, Veronica officinalis, le sabot-fourchu, etc.

Riz. 48. Schéma d'étude télémétrique du régime de température du tétras des noisetiers, situé dans un trou enneigé (d'après A.V. Andreev, A.V. Krechmar, 1976)

Les petits animaux terrestres mènent également une vie active en hiver, posant des galeries entières de passages sous la neige et dans son épaisseur. Pour un certain nombre d'espèces se nourrissant de végétation enneigée, même la reproduction hivernale est caractéristique, ce qui est noté, par exemple, chez les lemmings, les souris des bois et à gorge jaune, un certain nombre de campagnols, les rats d'eau, etc. fig. 48).

La couverture neigeuse hivernale empêche les gros animaux de se nourrir. De nombreux ongulés (rennes, sangliers, bœufs musqués) se nourrissent exclusivement de végétation enneigée en hiver, et une couverture neigeuse profonde, et surtout une croûte dure à sa surface, qui apparaît dans la glace, les condamnent au manque de nourriture. Au cours de l'élevage de bétail nomade dans la Russie pré-révolutionnaire, une énorme catastrophe dans les régions du sud a été jute - des morts massives de bétail à cause de la glace, privant les animaux de nourriture. Se déplacer sur de la neige épaisse et meuble est également difficile pour les animaux. Les renards, par exemple, pendant les hivers neigeux, préfèrent les zones de la forêt sous les épinettes denses, où la couche de neige est plus mince, et ne vont presque jamais dans les prairies ouvertes et les lisières des forêts. L'épaisseur de la couverture neigeuse peut limiter la répartition géographique des espèces. Par exemple, les vrais cerfs ne pénètrent pas au nord dans les zones où l'épaisseur de la neige en hiver est supérieure à 40-50 cm.

La blancheur de la couverture neigeuse révèle les animaux sombres. Dans l'apparition de changements de couleur saisonniers chez les perdrix blanches et de la toundra, le lièvre blanc, l'hermine, la belette, le renard arctique, la sélection pour le déguisement de la couleur de fond a apparemment joué un rôle important. Sur les îles du Commandeur, avec les renards blancs, il y a beaucoup de renards bleus. D'après les observations des zoologistes, ces derniers restent principalement près des roches sombres et des bandes de surf non gelées, tandis que les blancs préfèrent les zones enneigées.

La particularité de l'environnement sol-air est que les organismes qui y vivent sont entourés de par avion- un environnement gazeux caractérisé par une faible humidité, densité, pression et haute teneur en oxygène.

La plupart des animaux se déplacent sur un substrat solide - le sol, et les plantes y prennent racine.

Les habitants du milieu sol-air ont développé des adaptations :

1) organes assurant l'assimilation oxygène atmosphérique(stomates chez les plantes, poumons et trachée chez les animaux);

2) fort développement des formations squelettiques qui soutiennent le corps dans l'air (tissus mécaniques chez les plantes, squelettes chez les animaux);

3) dispositifs complexes de protection contre les facteurs défavorables (fréquence et rythme des cycles de vie, mécanismes de thermorégulation, etc.) ;

4) un lien étroit avec le sol a été établi (racines chez les plantes et membres chez les animaux);

5) caractérisé par une grande mobilité des animaux en quête de nourriture ;

6) il y avait des animaux volants (insectes, oiseaux) et des graines, des fruits, du pollen transportés par le vent.

Les facteurs écologiques de l'environnement sol-air sont régulés par le macroclimat (écoclimat). Écoclimat (macroclimat)- climat grands territoires, caractérisé par certaines propriétés de la couche d'air superficielle. Microclimat- le climat des habitats individuels (tronc d'arbre, terrier d'animaux, etc.).

41. Facteurs environnementaux de l'environnement sol-air.

1) Aérien :

Il se caractérise par une composition constante (21 % d'oxygène, 78 % d'azote, 0,03 % de CO 2 et gaz inertes). C'est un facteur environnemental important car l'existence de la plupart des organismes est impossible sans oxygène atmosphérique, le CO2 est utilisé pour la photosynthèse.

Le mouvement des organismes dans l'environnement sol-air s'effectue principalement horizontalement, seuls certains insectes, oiseaux et mammifères se déplacent verticalement.

L'air a grande valeur sur l'activité vitale des organismes vivants à travers le vent- mouvement des masses d'air dû au réchauffement inégal de l'atmosphère par le Soleil. Influence du vent:

1) assèche l'air, est la raison d'une diminution de l'intensité des échanges d'eau chez les plantes et les animaux;

2) participe à la pollinisation des plantes, transporte le pollen;

3) réduit la diversité des espèces animales volantes ( vent fort gêne le vol);

4) provoque des changements dans la structure du tégument (des téguments denses se forment qui protègent les plantes et les animaux de l'hypothermie et de la perte d'humidité);

5) participe à la réinstallation des animaux et des plantes (porte fruits, graines, petits animaux).

2) Précipitations :

Un facteur environnemental important car dépend de la présence de précipitations régime de l'eau Mercredi:

1) les précipitations modifient l'humidité de l'air et du sol ;

2) fournir de l'eau disponible pour approvisionnement en eau plantes et animaux.

a) Pluie :

Les plus importants sont le moment de la perte, la fréquence de la perte, la durée.

Exemple : Une pluie abondante lors d'une vague de froid ne fournit pas aux plantes l'humidité nécessaire.

Par la nature des pluies :

- douches- défavorable, car les plantes n'ont pas le temps d'absorber l'eau, des ruisseaux se forment également qui emportent la couche fertile supérieure du sol, des plantes et des petits animaux.

- bruine- favorable, car fournir l'humidité du sol, la nutrition des plantes et des animaux.

- prolongé- défavorable, car provoquer des inondations, des crues et des inondations.

b) Neige :

Affecte favorablement les organismes dans période hivernale, car:

a) crée un régime de température favorable pour le sol, protège les organismes de l'hypothermie.

Exemple : à une température de l'air de -15 0 , la température du sol sous une couche de neige de 20 cm n'est pas inférieure à +0,2 0 С.

b) crée un environnement en hiver pour l'activité vitale des organismes (rongeurs, poules, etc.)

Gadgets animaux pour les conditions hivernales :

a) la surface d'appui des jambes pour marcher sur la neige augmente ;

b) migration et hibernation (animation suspendue) ;

c) le passage à la consommation de certains aliments ;

d) changement de téguments, etc.

L'impact négatif de la neige:

a) une abondance de neige entraîne des dommages mécaniques aux plantes, la fonte des plantes et leur mouillage lors de la fonte des neiges au printemps.

b) la formation de croûte de glace et de glace (empêche les échanges gazeux des animaux et des plantes sous la neige, crée des difficultés pour se nourrir).

42 Humidité du sol.

Le principal facteur d'approvisionnement en eau des producteurs primaires - les plantes vertes.

Types d'eau du sol :

1) Eau par gravité - occupe de larges espaces entre les particules de sol et, sous l'influence de la gravité, pénètre dans les couches plus profondes. Les plantes l'assimilent facilement lorsqu'il se trouve dans la zone du système racinaire. Les réserves du sol sont reconstituées par les précipitations.

2) Eau capillaire - remplit les plus petits espaces entre les particules de sol (capillaires). Ne descend pas, maintenu par traction. En raison de l'évaporation de la surface du sol, il forme un courant d'eau ascendant. Bien absorbé par les plantes.

1) et 2) l'eau disponible pour les plantes.

3) Eau chimiquement liée - eau de cristallisation (gypse, argile, etc.). Non disponible pour les plantes.

4) Eau physiquement liée - également inaccessible aux plantes.

une) film(relâchement lié) - des rangées de dipôles, habillés séquentiellement les uns les autres. Ils sont maintenus à la surface des particules de sol avec une force de 1 à 10 atm.

b) hygroscopique(étroitement lié) - enveloppe les particules de sol dans un film mince et est maintenu par une force de 10 000 à 20 000 atm.

S'il n'y a que de l'eau inaccessible dans le sol, la plante se dessèche et meurt.

Pour le sable, KZ = 0,9%, pour l'argile = 16,3%.

La quantité totale d'eau - KZ = le degré d'approvisionnement en eau de la plante.

43. Zonage géographique de l'environnement sol-air.

L'environnement sol-air est caractérisé par un zonage vertical et horizontal. Chaque zone est caractérisée par un éco-climat, une composition animale et végétale et un territoire spécifiques.

Zones climatiques→ sous-zones climatiques → provinces climatiques.

Classement de Walter :

1) Zone équatoriale - situé entre 10 0 de latitude nord et 10 0 de latitude sud. Il a 2 saisons des pluies, correspondant à la position du Soleil à son zénith. Les précipitations annuelles et l'humidité sont élevées, les fluctuations mensuelles de température sont insignifiantes.

2) Zone tropicale - est situé au nord et au sud de l'équateur, jusqu'à 30 0 de latitude nord et sud. La période des pluies estivales et la sécheresse hivernale sont caractéristiques. La quantité de précipitations et d'humidité diminue avec la distance de l'équateur.

3) Zone de subtropicales sèches - est situé jusqu'à 35 0 de latitude. La quantité de précipitations et d'humidité est insignifiante, les fluctuations de température annuelles et quotidiennes sont très importantes. Les gelées sont rares.

4) Zone de transition - les saisons de pluies hivernales, les étés chauds sont caractéristiques. Les gelées sont plus fréquentes. Méditerranée, Californie, sud et sud-ouest de l'Australie, sud-ouest de l'Amérique du Sud.

5) Zone tempérée - diffère par les précipitations cycloniques, dont la quantité diminue avec la distance de l'océan. La fluctuation annuelle de la température est forte, les étés sont chauds, les hivers sont glacials. Divisé en sous-zones :

une) sous-zone de climat tempéré chaud- il n'y a pratiquement pas de période hivernale, toutes les saisons sont plus ou moins humides. Afrique du Sud.

b) sous-zone de climat tempéré typique- hivers courts et froids, étés frais. Europe centrale.

v) sous-zone de climat tempéré aride de type continental- se caractérisent par de forts contrastes de température, une faible quantité de précipitations, une humidité de l'air insignifiante. Asie centrale.

G) sous-zone de climat boréal ou tempéré froid- l'été est frais et humide, l'hiver dure six mois. Nord de l'Amérique du Nord et nord de l'Eurasie.

6) Zone Arctique (Antarctique) - caractérisé par une faible quantité de précipitations sous forme de neige. L'été (jour polaire) est court et froid. Cette zone passe dans la région polaire, dans laquelle l'existence de plantes est impossible.

La Biélorussie se caractérise par un climat continental modéré avec une humidité supplémentaire. Côtés négatifs climat de la Biélorussie :

Temps instable au printemps et en automne ;

Le printemps est doux, avec de longs dégels ;

été pluvieux ;

Gelées de fin de printemps et de début d'automne.

Malgré cela, environ 10 000 espèces de plantes poussent en Biélorussie, 430 espèces de vertébrés et environ 20 000 espèces d'invertébrés vivent.

Zonage vertical- des basses terres et des bases de montagne aux sommets des montagnes. Il est similaire à l'horizontale avec quelques écarts.

44. Le sol comme milieu de vie. Caractéristiques générales.

La vie sur terre exigeait de telles adaptations qui n'étaient possibles que chez des organismes vivants hautement organisés. L'environnement sol-air est plus difficile pour la vie, il se caractérise par une forte teneur en oxygène, une faible quantité de vapeur d'eau, une faible densité, etc. Cela a grandement modifié les conditions de respiration, d'échange d'eau et de mouvement des êtres vivants.

La faible densité de l'air entraîne une faible portance et un faible soutien. Les organismes aériens doivent avoir leur propre système de soutien qui soutient le corps : les plantes - une variété de tissus mécaniques, les animaux - un squelette solide ou hydrostatique. De plus, tous les habitants de l'environnement aérien sont étroitement liés à la surface de la terre, qui leur sert de fixation et de soutien.

La faible densité de l'air offre une faible résistance au mouvement. Par conséquent, de nombreux animaux terrestres ont acquis la capacité de voler. 75% de tous les terrestres, principalement les insectes et les oiseaux, se sont adaptés au vol actif.

En raison de la mobilité de l'air, des courants verticaux et horizontaux des masses d'air existant dans les couches inférieures de l'atmosphère, le vol passif des organismes est possible. À cet égard, de nombreuses espèces ont développé une anémochorie - une dispersion à l'aide des courants d'air. L'anémochorie est caractéristique des spores, des graines et des fruits des plantes, des kystes de protozoaires, des petits insectes, des araignées, etc. Les organismes qui sont passivement transportés par les courants d'air sont collectivement connus sous le nom de plancton aérien.

Les organismes terrestres existent dans des conditions de pression relativement basse en raison de la faible densité de l'air. Normalement, il est égal à 760 mm Hg. Avec l'augmentation de l'altitude, la pression diminue. Les basses pressions peuvent limiter l'aire de répartition des espèces en montagne. Pour les vertébrés, la limite supérieure de la vie est d'environ 60 mm. Une diminution de la pression entraîne une diminution de l'apport d'oxygène et une déshydratation des animaux en raison d'une augmentation de la fréquence respiratoire. Les plantes supérieures ont à peu près les mêmes limites d'avancement en montagne. Les arthropodes, que l'on peut trouver sur les glaciers, au-dessus de la limite de la végétation, sont un peu plus rustiques.

Composition gazeuse de l'air. En plus des propriétés physiques de l'air, ses propriétés chimiques sont très importantes pour l'existence des organismes terrestres. La composition gazeuse de l'air dans la couche superficielle de l'atmosphère est plutôt homogène par rapport à la teneur des principaux composants (azote - 78,1%, oxygène - 21,0%, argon - 0,9%, dioxyde de carbone - 0,003% en volume).

La teneur élevée en oxygène a favorisé une augmentation du métabolisme des organismes terrestres par rapport aux organismes aquatiques primaires. C'est dans l'environnement terrestre, sur la base de la grande efficacité des processus oxydatifs dans le corps, que l'homéothermie animale est née. L'oxygène, en raison de sa teneur élevée et constante dans l'air, n'est pas un facteur limitant de la vie en milieu terrestre.

La teneur en dioxyde de carbone peut varier dans certaines zones de la couche d'air superficielle dans des limites assez importantes. Augmentation de la saturation de l'air en CO ? se produit dans les zones d'activité volcanique, à proximité des sources thermales et autres sorties souterraines de ce gaz. À des concentrations élevées, le dioxyde de carbone est toxique. Dans la nature, de telles concentrations sont rares. La faible teneur en CO 2 inhibe le processus de photosynthèse. Dans des conditions terrain clos vous pouvez augmenter le taux de photosynthèse en augmentant la concentration de dioxyde de carbone. Ceci est utilisé dans la pratique de la serre et de l'agriculture en serre.

L'azote de l'air pour la plupart des habitants de l'environnement terrestre est un gaz inerte, mais des micro-organismes individuels (bactéries nodulaires, bactéries azotées, algues bleu-vert, etc.) ont la capacité de le lier et de l'impliquer dans la circulation biologique des substances.

Le manque d'humidité est l'une des caractéristiques essentielles de l'environnement sol-air de la vie. Toute l'évolution des organismes terrestres est passée sous le signe de l'adaptation à l'extraction et à la préservation de l'humidité. Les modes d'humidité de l'environnement terrestre sont très divers - de la saturation complète et constante de l'air en vapeur d'eau dans certaines régions des tropiques à leur absence presque totale dans l'air sec des déserts. La variabilité journalière et saisonnière de la teneur en vapeur d'eau dans l'atmosphère est également importante. L'approvisionnement en eau des organismes terrestres dépend également du régime des précipitations, de la présence de réservoirs, des réserves d'humidité du sol, de la proximité des eaux des marais, etc.

Cela a conduit au développement de l'adaptation des organismes terrestres à divers modes d'approvisionnement en eau.

Conditions de température. La prochaine caractéristique distinctive de l'environnement air-sol est les fluctuations importantes de température. Dans la plupart des régions terrestres, les plages de températures quotidiennes et annuelles sont de plusieurs dizaines de degrés. La résistance aux changements de température dans l'environnement des habitants terrestres est très différente, selon l'habitat spécifique dans lequel ils vivent. Cependant, en général, les organismes terrestres sont beaucoup plus eurythermaux que les organismes aquatiques.

Les conditions de vie dans le milieu sol-air sont compliquées, de plus, par l'existence de changements climatiques. Météo - conditions en constante évolution de l'atmosphère près de la surface empruntée, jusqu'à une altitude d'environ 20 km (la frontière de la troposphère). La variabilité du temps se manifeste par la variation constante de la combinaison de facteurs environnementaux tels que la température, l'humidité de l'air, la nébulosité, les précipitations, la force et la direction du vent, etc. Le régime météorologique à long terme caractérise le climat local. Le concept de « Climat » comprend non seulement les valeurs moyennes des phénomènes météorologiques, mais également leur variation annuelle et quotidienne, leur écart et leur fréquence. Le climat est déterminé par les conditions géographiques de la région. Les principaux facteurs climatiques - température et humidité - sont mesurés par la quantité de précipitations et la saturation de l'air en vapeur d'eau.

Pour la plupart des organismes terrestres, en particulier les plus petits, le climat de la région n'est pas tant important que les conditions de leur habitation immédiate. Très souvent, des éléments locaux de l'environnement (relief, exposition, végétation, etc.) modifient le régime des températures, de l'humidité, de la lumière, du mouvement de l'air dans une zone particulière de telle manière qu'il diffère sensiblement de conditions climatiques terrain. De telles modifications climatiques qui se développent dans la couche d'air de surface sont appelées microclimat. Dans chaque zone, le microclimat est très diversifié. On peut distinguer des microclimats de très petites surfaces.

Le régime lumineux de l'environnement sol-air présente également quelques particularités. L'intensité et la quantité de lumière sont ici les plus importantes et ne limitent pratiquement pas la vie des plantes vertes, comme dans l'eau ou le sol. Des espèces extrêmement sensibles à la lumière sont possibles sur terre. Pour la grande majorité des animaux terrestres ayant une activité diurne et même nocturne, la vision est l'un des principaux modes d'orientation. Chez les animaux terrestres, la vision est importante pour la recherche de proies ; de nombreuses espèces ont même une vision des couleurs. À cet égard, les victimes développent des caractéristiques adaptatives telles qu'une réaction défensive, une coloration de masquage et d'avertissement, un mimétisme, etc. Chez les habitants aquatiques, de telles adaptations sont beaucoup moins développées. L'émergence de fleurs aux couleurs vives des plantes supérieures est également associée aux particularités de l'appareil pollinisateur et, finalement, au régime lumineux de l'environnement.

Le relief du territoire et les propriétés du sol sont aussi les conditions de vie des organismes terrestres et, en premier lieu, des plantes. Les propriétés de la surface de la terre, qui ont un impact écologique sur ses habitants, sont unies par des "facteurs environnementaux édaphiques" (du grec "edaphos" - "sol").

En relation avec les différentes propriétés des sols, un certain nombre de groupes écologiques de plantes peuvent être distingués. Ainsi, selon la réaction à l'acidité du sol, on les distingue :

1) espèces acidophiles - poussent sur des sols acides avec un pH d'au moins 6,7 (plantes des tourbières à sphaigne);

2) neutrophiles - ont tendance à pousser sur des sols avec un pH de 6,7 à 7,0 (la plupart des plantes cultivées);

3) basiphile - pousse à un pH supérieur à 7,0 (mordovnik, alvéole des forêts);

4) indifférent - peut pousser sur des sols avec des valeurs de pH différentes (muguet).

Les plantes diffèrent également en fonction de l'humidité du sol. Certaines espèces sont confinées à différents substrats, par exemple, les pétrophytes poussent sur des sols pierreux, les pasmophytes habitent les sables meubles.

Le relief du terrain et la nature du sol influent sur la spécificité du déplacement des animaux : par exemple, ongulés, autruches, outardes vivant dans des espaces ouverts, sol dur, pour renforcer la répulsion lors de la course. Chez les lézards vivant dans les sables à écoulement libre, les doigts sont bordés d'une frange d'écailles cornées qui augmentent le support. Pour les habitants terrestres qui creusent des trous, un sol dense est défavorable. La nature du sol affecte dans certains cas la répartition des animaux terrestres, creusant ou creusant dans le sol, ou pondant des œufs dans le sol, etc.