Zašto okeani imaju "nisku produktivnost" u smislu fotosinteze? Karakteristike i rasprostranjenost života u morima i okeanima U kojoj zoni okeana je fotosinteza nemoguća?

Biosfera (od grčkog "bios" - život, "sfera" - lopta) kao nosilac života nastala je pojavom živih bića kao rezultat evolucioni razvoj planete. Biosfera se odnosi na dio Zemljine ljuske u kojem žive živi organizmi. Doktrinu o biosferi stvorio je akademik Vladimir Ivanovič Vernadski (1863-1945). V. I. Vernadsky - osnivač doktrine o biosferi i metode određivanja starosti Zemlje po poluživotu radioaktivnih elemenata. On je prvi otkrio ogromnu ulogu biljaka, životinja i mikroorganizama u kretanju hemijskih elemenata u zemljinoj kori.

Biosfera ima određene granice. Gornja granica biosfere nalazi se na nadmorskoj visini od 15-20 km od površine Zemlje. Dešava se u stratosferi.

Većina živih organizama nalazi se u donjoj zračnoj ljusci - troposferi.

Najniži dio troposfere (50-70 m) je najnaseljeniji. Donja granica života prolazi kroz litosferu na dubini od 2-3 km. Život je koncentrisan uglavnom u gornjem dijelu litosfere - u tlu i na njegovoj površini. Vodena ljuska planete (hidrosfera) zauzima do 71% Zemljine površine. Ako uporedimo veličinu svih geosfera, možemo reći da litosfera ima najveću masu, a atmosfera najmanju. Biomasa živih bića je mala u odnosu na veličinu geosfere (0,01%). IN različitim dijelovima Gustina života u biosferi nije ista.

Najveća količina organizmi se nalaze na površini litosfere i hidrosfere. Sadržaj biomase također varira po zoni. Tropske šume imaju najveću gustinu, dok arktički led i visokoplaninska područja imaju najmanju gustinu. Biomasa. Organizmi koji čine biomasu imaju ogromnu sposobnost reprodukcije i širenja po cijeloj planeti (vidi odjeljak „Borba za postojanje“). Reprodukcija određuje gustina života. Zavisi od veličine organizama i površine potrebne za život. Gustoća života stvara borbu među organizmima za prostor, hranu, vazduh i vodu. U toku prirodna selekcija a fitnes je koncentrisan u jednom području

veliki broj

organizmi sa najvećom gustinom života. Zemljišna biomasa.. Broj i raznolikost životinjskih vrsta ovisi o biljnoj masi, a raste i prema ekvatoru. Lanci ishrane, isprepleteni, čine složenu mrežu prenosa hemijskih elemenata i energije. Postoji žestoka borba između organizama za posjedovanje prostora, hrane, svjetlosti i kisika.

Biomasa tla.

Zemljište kao životna sredina ima niz specifičnosti: veliku gustinu, malu amplitudu temperaturnih kolebanja; neproziran je, siromašan kiseonikom i sadrži vodu u kojoj su rastvorene mineralne soli. Stanovnici tla predstavljaju jedinstven biocenotski kompleks. Zemljište sadrži mnogo bakterija (do 500 t/ha), koje razgrađuju organsku materiju gljiva, a u površinskim slojevima žive zelene i modrozelene alge koje procesom fotosinteze obogaćuju tlo kiseonikom. U debljinu tla prodire korijenje viših biljaka i bogato je protozoama - amebama, flagelatima, cilijatima. Čak je i Charles Darwin skrenuo pažnju na ulogu glista, koji rahli tlo, guta ga i natapa želučanim sokom. Osim toga, u tlu žive mravi, krpelji, krtice, svizaci, gofovi i druge životinje. Svi stanovnici tla obavljaju veliki posao formiranja tla i učestvuju u stvaranju plodnosti tla. Mnogi organizmi u tlu

učestvuju u opštem ciklusu supstanci koje se javljaju u biosferi.

Biomasa Svjetskog okeana. Zemljina hidrosfera, odnosno Svjetski okean, zauzima više od 2/3 površine planete. Voda ima posebna svojstva koja su važna za život organizama. Njegov veliki toplotni kapacitet čini temperaturu okeana i mora ujednačenijim, ublažavajući ekstremne temperaturne promjene zimi i ljeti. Fizička svojstva I hemijski sastav

Vode okeana su veoma postojane i stvaraju okruženje pogodno za život. Okean čini oko 1/3 fotosinteze koja se odvija na cijeloj planeti.

Jednoćelijske alge i male životinje suspendirane u vodi formiraju plankton. Plankton je od primarnog značaja u ishrani okeanske faune.

U okeanu, pored planktona i životinja koje slobodno plivaju, postoje mnogi organizmi pričvršćeni za dno i puzeći po njemu. Stanovnici dna nazivaju se bentos.

U Svjetskom okeanu ima 1000 puta manje žive biomase nego na kopnu. U svim dijelovima Svjetskog okeana postoje mikroorganizmi koji razlažu organske tvari u minerale.

Ugljik se prirodno nalazi u stijenama u obliku krečnjaka i mramora. Većina ugljik se nalazi u atmosferi u obliku ugljičnog dioksida. Iz ničega ugljični dioksid apsorbuju zelene biljke tokom fotosinteze. Ugljik je uključen u ciklus zbog aktivnosti bakterija koje uništavaju mrtve ostatke biljaka i životinja.

Kada se biljke i životinje raspadaju, dušik se oslobađa u obliku amonijaka. Nitrofizirajuće bakterije pretvaraju amonijak u dušik i azotne kiseline, koje biljke apsorbuju. Osim toga, neke bakterije koje fiksiraju dušik su sposobne asimilirati atmosferski dušik.

Stene sadrže velike rezerve fosfora. Kada se unište, ove stijene ispuštaju fosfor u kopnene ekološke sisteme, ali dio fosfata se uvlači u ciklus vode i prenosi u more. Zajedno sa mrtvim ostacima, fosfati tonu na dno. Jedan dio se koristi, a drugi se gubi u dubokim sedimentima. Dakle, postoji nesklad između potrošnje fosfora i njegovog povratka u ciklus.

Kao rezultat kruženja tvari u biosferi dolazi do kontinuirane biogene migracije elemenata. Neophodan za život biljaka i životinja hemijski elementi prelaze iz okoline u organizam. Kada se organizmi razgrađuju, ovi elementi se vraćaju u okolinu, odakle ponovo ulaze u tijelo.

Razni organizmi, uključujući i ljude, učestvuju u biogenoj migraciji elemenata.

Uloga čovjeka u biosferi. Čovjek je dio biomase biosfere - dugo vremena bio direktno ovisan o okolnoj prirodi. Razvojem mozga i sam čovjek postaje moćan faktor u daljoj evoluciji na Zemlji. Majstorstvo čoveka razne forme energija – mehanička, električna i atomska – doprinijela je značajnoj promjeni zemljine kore i biogenoj migraciji atoma. Uz dobrobiti, ljudska intervencija u prirodi joj često nanosi štetu. Ljudske aktivnosti često dovode do narušavanja prirodnih zakona. Poremećaji i promjene biosfere predstavljaju ozbiljnu zabrinutost. S tim u vezi, 1971. godine UNESCO (Organizacija Ujedinjenih nacija za obrazovanje, nauku i kulturu), koji uključuje SSSR, usvojio je Međunarodni biološki program (IBP) „Čovjek i biosfera“, koji proučava promjene u biosferi i njenim resursima pod utjecajem čovjeka. uticaj.

Član 18. Ustava SSSR kaže: „U interesu sadašnjih i budućih generacija, SSSR usvaja neophodne mere za zaštitu i naučno utemeljeno, racionalno korišćenje zemlja i njeno podzemlje, vodni resursi, flore i faune, za održavanje čistog vazduha i vode, obezbeđivanje reprodukcije prirodni resursi i poboljšanja okružuju osobu okruženje."

Postoji nekoliko vrsta citoloških zadataka.

1. U temi “Hemijska organizacija ćelije” rješavaju zadatke o izgradnji druge spirale DNK; određivanje procenta sadržaja svakog nukleotida itd., na primjer, zadatak br. 1. Na dijelu jednog lanca DNK nalaze se nukleotidi: T - C - T-A - G - T - A - A - T. Odredite: 1 ) struktura drugog lanca, 2) procenat sadržaja svakog nukleotida u datom segmentu.

Rješenje: 1) Struktura drugog lanca određena je principom komplementarnosti. Odgovor: A - G - A - T - C - A - T -T - A.

2) Postoji 18 nukleotida (100%) u dva lanca ovog segmenta DNK. Odgovor: A = 7 nukleotida (38,9%) T = 7 - (38,9%); G = 2 - (11,1%) i C = 2 - (11,1%).

II. U temi “Metabolizam i konverzija energije u ćeliji” rješavaju zadatke određivanja primarne strukture proteina iz DNK koda; struktura gena zasnovana na primarnoj strukturi proteina, na primjer zadatak br. 2. Odrediti primarnu strukturu sintetiziranog proteina ako se na dijelu jednog lanca DNK nukleotidi nalaze u sljedećem nizu: GATACAATGGTTCGT.

1. Ne narušavajući sekvencu, grupišite nukleotide u triplete: GAT - ACA - ATG - GTT - CGT.
2. Konstruirajte komplementarni lanac mRNA: CUA - UGU - UAC - CAA - GC A.

RJEŠAVANJE PROBLEMA

3. Prema tabeli genetski kod identificirati aminokiseline kodirane ovim tripletima. Odgovor: lei-cis-tir-glu-ala. Slične vrste problema rješavaju se na sličan način na osnovu odgovarajućih obrazaca i slijeda procesa koji se odvijaju u ćeliji.

Genetski problemi rješavaju se u temi “Osnovni obrasci nasljeđa”. To su problemi na monohibridnom, dihibridnom ukrštanju i drugim obrascima naslijeđa, na primjer zadatak br. 3. Kada se crni zečevi ukrštaju jedan s drugim, dobijeno potomstvo su 3 crna zeca i 1 bijeli. Odredite genotipove roditelja i potomaka.

1. Vođeni zakonom cijepanja karaktera, identificirajte gene koji određuju ispoljavanje dominantnih i recesivnih karaktera u ovom križanju. Crno odijelo - A, bijelo - a;
2. Odrediti genotipove roditelja (proizvođenje segregiranog potomstva u omjeru 3:1). Odgovor: Ah.
3. Koristeći hipotezu o čistoći gameta i mehanizmu mejoze, napišite dijagram ukrštanja i odredite genotipove potomstva.

Odgovor: genotip bijeli zec- aa, genotipovi crnih zečeva - 1 AA, 2Aa.

Ostali genetski problemi rješavaju se istim redoslijedom, koristeći odgovarajuće obrasce.

Fotosinteza je osnova cijelog života na našoj planeti. Ovaj proces, koji se odvija u kopnenim biljkama, algama i mnogim vrstama bakterija, određuje postojanje gotovo svih oblika života na Zemlji, pretvarajući tokove sunčeve svjetlosti u energiju hemijskih veza, koja se potom prenosi korak po korak do vrha brojnih lancima ishrane.

Najvjerojatnije je isti proces u jednom trenutku označio početak naglog povećanja parcijalnog tlaka kisika u Zemljinoj atmosferi i smanjenja udjela ugljičnog dioksida, što je u konačnici dovelo do procvata brojnih složenih organizama. I do sada, prema mnogim naučnicima, samo fotosinteza je u stanju da obuzda brzi napad CO 2 koji se emituje u vazduh kao rezultat miliona tona koje ljudi spaljuju svakog dana razne vrste ugljikovodično gorivo.

Novo otkriće američkih naučnika tjera nas da iznova pogledamo proces fotosinteze

Tokom „normalne“ fotosinteze, ovaj vitalni gas se proizvodi kao „nusproizvod“. U normalnom načinu rada potrebne su fotosintetičke “tvornice” da vežu CO 2 i proizvode ugljikohidrate, koji kasnije djeluju kao izvor energije u mnogim intracelularnim procesima. Svjetlosna energija u ovim “fabrikama” se koristi za razgradnju molekula vode, pri čemu se oslobađaju elektroni neophodni za fiksiranje ugljičnog dioksida i ugljikohidrata. Tokom ove razgradnje oslobađa se i kiseonik O 2.

U novootkrivenom procesu, samo mali dio elektrona koji se oslobađa pri razgradnji vode koristi se za apsorpciju ugljičnog dioksida. Lavovski dio njih tokom obrnutog procesa odlazi na stvaranje molekula vode iz "svježe oslobođenog" kisika. U ovom slučaju, energija pretvorena tokom novootkrivenog procesa fotosinteze ne pohranjuje se u obliku ugljikohidrata, već se direktno isporučuje vitalnim intracelularnim potrošačima energije. Međutim, detaljan mehanizam ovog procesa i dalje ostaje misterija.

Izvana može izgledati da je takva modifikacija procesa fotosinteze gubljenje vremena i energije od Sunca. Teško je povjerovati da u živoj prirodi, gdje se tokom milijardi godina evolucijskih pokušaja i grešaka svaki mali detalj pokazao kao izuzetno efikasan, može postojati proces tako niske efikasnosti.

Ipak, ova opcija vam omogućava da zaštitite složeni i krhki fotosintetski aparat od prekomjernog zračenja sunčeva svetlost.

Činjenica je da se proces fotosinteze u bakterijama ne može jednostavno zaustaviti u odsustvu neophodne sastojke V okruženje. Sve dok su mikroorganizmi izloženi sunčevo zračenje, prisiljeni su da pretvaraju svjetlosnu energiju u energiju kemijskih veza. U nedostatku potrebnih komponenti, fotosinteza može dovesti do stvaranja slobodnih radikala koji su destruktivni za cijelu ćeliju, te stoga cijanobakterije jednostavno ne mogu bez rezervne opcije za pretvaranje energije fotona iz vode u vodu.

Ovaj efekat smanjen nivo pretvaranje CO 2 u ugljikohidrate i smanjeno oslobađanje molekularnog kisika već je uočeno u nizu nedavnih studija u prirodni uslovi Atlantski i Pacifički okeani. Kako se ispostavilo, niski nivoi nutrijenata i iona gvožđa primećeni su u skoro polovini njihovih vodenih površina. dakle,

Otprilike polovina energije sunčeve svjetlosti koja stiže do stanovnika ovih voda pretvara se zaobilaženjem uobičajenog mehanizma apsorpcije ugljičnog dioksida i oslobađanja kisika.

To znači da je doprinos morskih autotrofa procesu apsorpcije CO 2 ranije bio značajno precijenjen.

Kao jedan od specijalista na Odsjeku za globalnu ekologiju Carnegie Instituta, Joe Bury, novo otkriće će značajno promijeniti naše razumijevanje procesa obrade sunčeve energije u ćelijama morskih mikroorganizama. Prema njegovim riječima, naučnici tek treba da otkriju mehanizam novog procesa, ali će nas njegovo postojanje već sada natjerati da drugačije pogledamo moderne procjene skala fotosintetske apsorpcije CO 2 u svjetskim vodama.

Svjetski okeani pokrivaju više od 70% Zemljine površine. Sadrži oko 1,35 milijardi kubnih kilometara vode, što je oko 97% ukupne vode na planeti. Okean podržava sav život na planeti i čini ga plavim kada se gleda iz svemira. Zemlja je jedina planeta u našem Sunčevom sistemu za koju se zna da sadrži tečnu vodu.

Iako je okean jedno neprekidno vodeno tijelo, okeanografi su ga podijelili na četiri glavna regiona: Pacifik, Atlantik, Indiju i Arktik. Atlantski, Indijski i Pacific Oceans spojiti u ledene vode oko Antarktika. Neki stručnjaci ovu oblast identifikuju kao peti okean, koji se najčešće naziva Južni okean.

Da biste razumjeli život okeana, prvo morate znati njegovu definiciju. Izraz "morski život" pokriva sve organizme koji žive u slanoj vodi, što uključuje širok spektar biljaka, životinja i mikroorganizama kao što su bakterije i.

Postoji veliki izbor morskih vrsta koje se kreću od sićušnih jednoćelijskih organizama do divovskih plavih kitova. Dok naučnici otkrivaju nove vrste, saznaju više o genetskom sastavu organizama i proučavaju fosilne uzorke, odlučuju kako grupirati okeansku floru i faunu. Slijedi lista glavnih tipova ili taksonomskih grupa živih organizama u okeanima:

• (Annelida);
• (Arthropoda);
• (Chordata);
• (Cnidaria);
• Ktenofore ( Ctenophora);
• (Echinodermata);
• (Mollusca)
• (Porifera).

Postoji i nekoliko vrsta morske biljke. Najčešći uključuju Chlorophyta, ili zelene alge, i Rhodophyta ili crvene alge.

Adaptacije morskog života

Iz perspektive kopnene životinje poput nas, okean može biti surovo okruženje. Međutim, morski život je prilagođen životu u okeanu. Karakteristike koje pomažu organizmima da napreduju morsko okruženje, uključuju sposobnost regulacije unosa soli, organa za dobivanje kisika (na primjer, riblje škrge), izdržavanje povećanog pritiska vode, prilagođavanje na nedostatak svjetlosti. Životinje i biljke koje žive u zoni međuplime nose se s ekstremnim temperaturama, sunčevom svjetlošću, vjetrom i valovima.

Postoje stotine hiljada vrsta morski život, od sićušnog zooplanktona do džinovskih kitova. Klasifikacija morskih organizama je vrlo varijabilna. Svaki je prilagođen svom specifičnom staništu. Svi okeanski organizmi su prisiljeni na interakciju s nekoliko faktora koji ne predstavljaju probleme za život na kopnu:

• Regulisanje unosa soli;
• Dobijanje kiseonika;
• Prilagođavanje pritisku vode;
• Valovi i promjene temperature vode;
• Dobivanje dovoljno svjetla.

U nastavku ćemo pogledati neke načine preživljavanja morske flore i faune u ovoj sredini, koja se veoma razlikuje od naše.

Regulacija soli

Riba može piti slanu vodu i uklonite višak soli kroz škrge. Morske ptice piju i morsku vodu, a višak soli se uklanja kroz "slane žlijezde" u nosnu šupljinu, a zatim istresao ptica. Kitovi ne piju slanu vodu, ali iz svog tijela dobijaju potrebnu vlagu kojom se hrane.

Kiseonik

Ribe i drugi organizmi koji žive pod vodom mogu dobiti kisik iz vode ili preko škrga ili preko kože.

Morski sisari moraju izaći na površinu da bi udahnuli, tako da kitovi imaju rupe za disanje na vrhu glave, što im omogućava da udišu zrak iz atmosfere, dok veći dio tijela drže pod vodom.

Kitovi mogu ostati pod vodom bez disanja sat ili više jer vrlo efikasno koriste svoja pluća, popunjavajući do 90% plućnog kapaciteta svakim udisajem, a također pohranjuju neobično velike količine kisika u krvi i mišićima prilikom ronjenja.

Temperatura

Mnoge okeanske životinje su hladnokrvne (ektotermne), a njihova unutrašnja tjelesna temperatura je ista kao i okolina. Izuzetak su toplokrvni (endotermni) morski sisari, koji moraju održavati konstantnu tjelesnu temperaturu bez obzira na temperaturu vode. Imaju potkožni izolacijski sloj koji se sastoji od masti i vezivnog tkiva. Ovaj sloj potkožnog masnog tkiva omogućava im da održavaju svoju tjelesnu temperaturu otprilike istu kao i kod njihovih kopnenih rođaka, čak i u hladnom oceanu. Izolacijski sloj grlenovog kita može biti debeo više od 50 cm.

Pritisak vode

U okeanima se pritisak vode povećava za 15 funti po kvadratnom inču svakih 10 metara. Dok neki morska stvorenja rijetko mijenjaju dubinu vode, životinje koje dugo plivaju kao što su kitovi, morske kornjače i foke putuju iz plitkih voda u velike dubine za nekoliko dana. Kako se nose sa pritiskom?

Vjeruje se da je kit sperma sposoban zaroniti više od 2,5 km ispod površine oceana. Jedna od prilagodbi je da se pluća i prsni koš smanjuju prilikom ronjenja na velike dubine.

Kožnata morska kornjača može zaroniti do više od 900 metara. Preklopna pluća i fleksibilna školjka pomažu im da izdrže visoki pritisak vode.

Vetar i talasi

Životinje međuplimna zona ne moraju se prilagođavati visokom pritisku vode, ali moraju izdržati jak vjetar i pritisak valova. Mnogi beskičmenjaci i biljke u ovoj regiji imaju sposobnost prianjanja za stijene ili druge podloge, a također imaju čvrstu zaštitnu školjku.

Iako velike pelagične vrste kao što su kitovi i morski psi nisu pogođene olujama, njihov plijen može biti raseljen. Na primjer, kitovi love kopepode, koji mogu biti raštrkani po različitim udaljenim područjima jak vjetar i talasi.

Sunce

Organizmi kojima je potrebna svjetlost, poput tropskih koralnih grebena i povezanih algi, nalaze se u plitkim, čistim vodama koje lako prenose sunčevu svjetlost.

Budući da se podvodna vidljivost i nivoi svjetlosti mogu promijeniti, kitovi se ne oslanjaju na vid da bi pronašli hranu. Umjesto toga, oni pronalaze plijen koristeći eholokaciju i sluh.

U dubinama okeanskog ponora neke ribe su izgubile oči ili pigmentaciju jer jednostavno nisu potrebne. Drugi organizmi su bioluminiscentni, koristeći organe koji proizvode svjetlost ili vlastite organe koji proizvode svjetlost da privuku plijen.

Rasprostranjenost života u morima i okeanima

Od obale do najdubljeg morskog dna, okean vrvi od života. Stotine hiljada morskih vrsta se kreću od mikroskopskih algi do plavog kita koji je ikada živio na Zemlji.

Okean ima pet glavnih zona života, od kojih svaka ima jedinstvene prilagodbe organizama svom posebnom morskom okruženju.

Eufotična zona

Eufotična zona je osunčani gornji sloj okeana, dubok do otprilike 200 metara. Eufotička zona je poznata i kao fotička zona i može biti prisutna i u jezerima sa morima i u okeanu.

Sunčeva svjetlost u fotičkoj zoni omogućava proces fotosinteze. je proces kojim neki organizmi pretvaraju sunčevu energiju i ugljični dioksid iz atmosfere u hranljive materije(proteini, masti, ugljeni hidrati, itd.) i kiseonik. U okeanu fotosintezu provode biljke i alge. Morske alge su slične kopnenim biljkama: imaju korijenje, stabljike i listove.

Fitoplankton, mikroskopski organizmi koji uključuju biljke, alge i bakterije, također žive u eufotičnoj zoni. Milijarde mikroorganizama formiraju ogromne zelene ili plave mrlje u okeanu, koje su temelj okeana i mora. Putem fotosinteze, fitoplankton je odgovoran za proizvodnju gotovo polovine kisika koji se oslobađa u Zemljinu atmosferu. Male životinje kao što je kril (vrsta škampa), ribe i mikroorganizmi zvani zooplankton hrane se fitoplanktonom. Zauzvrat, ove životinje jedu kitovi, velike ribe, morske ptice i ljudi.

Mezopelagijska zona

Sljedeća zona, koja se proteže do dubine od oko 1000 metara, naziva se mezopelagična zona. Ova zona je poznata i kao zona sumraka jer je svjetlost u njoj vrlo prigušena. Nedostatak sunčeve svjetlosti znači da u mezopelagičkoj zoni praktično nema biljaka, ali velike ribe i kitovi tamo rone u lov. Ribe u ovom području su male i svijetle.

Batipelagična zona

Ponekad životinje iz mezopelagijske zone (kao što su kitovi spermatozoidi i lignje) zarone u batipelagičku zonu, koja doseže dubine od oko 4000 metara. Batipelagična zona je poznata i kao ponoćna zona jer do nje ne dopire svjetlost.

Životinje koje žive u batipelagičkoj zoni su male, ali često imaju ogromna usta, oštrih zuba i želuca koji se širi koji im omogućavaju da jedu bilo koju hranu koja im padne u usta. Velik dio ove hrane dolazi od ostataka biljaka i životinja koje potiču iz gornjih pelagijskih zona. Mnoge batipelagične životinje nemaju oči jer nisu potrebne u mraku. Budući da je pritisak tako visok, teško je pronaći hranjive tvari. Ribe u batipelagičkoj zoni kreću se sporo i imaju jake škrge da izvlače kiseonik iz vode.

Abysopelagic zone

Voda na dnu okeana, u abisopelagičnoj zoni, veoma je slana i hladna (2 stepena Celzijusa ili 35 stepeni Farenhajta). Na dubinama do 6.000 metara, pritisak je veoma jak - 11.000 funti po kvadratnom inču. Ovo onemogućava život većini životinja. Fauna ove zone, kako bi se izborila sa teškim uslovima ekosistema, razvila je bizarne adaptivne karakteristike.

Mnoge životinje u ovoj zoni, uključujući lignje i ribe, su bioluminiscentne, što znači da proizvode svjetlost hemijske reakcije u njihovim telima. Na primjer, udičar ima svijetli dodatak koji se nalazi ispred svojih ogromnih, zubatih usta. Kada svjetlost privuče male ribe, udičar jednostavno pukne čeljusti da pojede svoj plijen.

Ultra Abyssal

Najdublja zona okeana, koja se nalazi u rasedima i kanjonima, naziva se ultra-abysal. Ovdje živi nekoliko organizama, kao što su izopodi, vrsta rakova srodnih rakovima i škampima.

Kao što su spužve i morski krastavci, uspijevaju u abisopelagičnim i ultra-abisalnim zonama. Kao i mnogi morske zvijezde i meduze, ove životinje gotovo u potpunosti zavise od ostataka mrtvih biljaka i životinja koji se nazivaju morski detritus.

Međutim, ne ovise svi stanovnici dna o morskom detritusu. Godine 1977. oceanografi su otkrili zajednicu stvorenja na dnu oceana koja se hrane bakterijama oko otvora zvanih hidrotermalni otvori. Ovi otvori vode tople vode, obogaćen mineralima iz dubina Zemlje. Minerali hrane jedinstvene bakterije, koje zauzvrat hrane životinje kao što su rakovi, školjke i crvi.

Prijetnje morskom životu

Uprkos relativno malom razumijevanju okeana i njegovih stanovnika, ljudska aktivnost je nanijela ogromnu štetu ovom krhkom ekosistemu. Stalno vidimo na televiziji iu novinama da je još jedna morska vrsta postala ugrožena. Problem može izgledati depresivno, ali postoji nada i mnogo stvari koje svako od nas može učiniti da spasi okean.

Prijetnje predstavljene u nastavku nisu u nekom posebnom redoslijedu, jer su u nekim regijama hitnije od drugih, a neka okeanska stvorenja se suočavaju s višestrukim prijetnjama:

• Zakiseljavanje okeana- ako ste ikada imali akvarij, znate da je tačan pH vode važan deo održavajte svoju ribu zdravom.
• Klimatske promjene- stalno slušamo globalno zagrijavanje, i s dobrim razlogom - negativno utječe i na morski i na kopneni život.
• Prekomjerni izlov je svjetski problem koji je iscrpio mnoge važne komercijalne vrste riba.
• Krivolov i ilegalna trgovina- unatoč zakonima donesenim za zaštitu morskog života, ilegalni ribolov i dalje napreduje do danas.
• mreže - morske vrste od malih beskičmenjaka do velikih kitova mogu se zaplesti i umrijeti u napuštenim ribarskim mrežama.
• Smeće i zagađenje- razne životinje se mogu zapetljati u krhotine, kao i u mreže, a izlijevanje nafte uzrokuje ogromnu štetu većini morskih životinja.
• Gubitak staništa- Kako svjetska populacija raste, povećava se ljudski pritisak na obale, močvare, šume morskih algi, mangrove, plaže, kamenite obale i koralne grebene, koji su dom hiljadama vrsta.
• Invazivne vrste – vrste koje se unose u novi ekosistem mogu nanijeti ozbiljnu štetu svojim izvornim stanovnicima, jer zbog nedostatka prirodnih grabežljivaca mogu doživjeti populacijsku eksploziju.
• Morska plovila - brodovi mogu uzrokovati smrtonosnu štetu velikim morski sisari, a također stvaraju mnogo buke, nose invazivne vrste, uništavaju koraljne grebene sidrima, što dovodi do oslobađanja hemikalije u okean i atmosferu.
• Buka okeana – u okeanu postoji mnogo prirodne buke koja je sastavni dio ovog ekosistema, ali umjetna buka može poremetiti ritam života mnogih morskih stanovnika.

Lekcija 2. Biomasa biosfere

Analiza test rada i ocjenjivanje (5-7 min).

Usmeno ponavljanje i kompjutersko testiranje (13 min).

Zemljišna biomasa

Biomasa biosfere je otprilike 0,01% mase inertne materije biosfere, pri čemu biljke čine oko 99% biomase, a oko 1% za potrošače i razlagače. Na kontinentima dominiraju biljke (99,2%), u okeanima dominiraju životinje (93,7%)

Biomasa kopna je mnogo veća od biomase svjetskih okeana, iznosi skoro 99,9%. To se objašnjava dužim životnim vijekom i masom proizvođača na površini Zemlje. U kopnenim biljkama upotreba sunčeve energije za fotosintezu dostiže 0,1%, au okeanu samo 0,04%.

Biomasa različitih područja Zemljine površine zavisi od klimatskih uslova – temperature, količine padavina. Ozbiljno klimatskim uslovima tundra - niske temperature, permafrost, kratka hladna ljeta formirala su se neobična biljne zajednice sa malo biomase. Vegetaciju tundre predstavljaju lišajevi, mahovine, stabla puzavih patuljaka, zeljasta vegetacija koja može izdržati takve ekstremnim uslovima. Biomasa tajge, zatim miješana i listopadne šume postepeno se povećava. Stepska zona ustupa mjesto suptropskim i tropska vegetacija, gdje su uslovi za život najpovoljniji, biomasa je maksimalna.

Gornji sloj zemlje ima najpovoljnije uslove za vodu, temperaturu i gas za život. Vegetacijski pokrivač obezbjeđuje organsku tvar svim stanovnicima tla - životinjama (kralježnjacima i beskičmenjacima), gljivama i ogromna količina bakterije. Bakterije i gljive su razlagači, igraju značajnu ulogu u ciklusu supstanci u biosferi; mineraliziranje organske supstance. “Veliki grobari prirode” - tako je L. Pasteur nazvao bakterijama.

Biomasa svjetskih okeana

Hidrosfera„Vodenu školjku“ formira Svjetski okean, koji zauzima oko 71% površine globus, a kopneni rezervoari - rijeke, jezera - oko 5%. Ima puno vode unutra podzemne vode i glečeri. Zbog velike gustine vode, živi organizmi mogu normalno postojati ne samo na dnu, već iu vodenom stupcu i na njegovoj površini. Dakle, hidrosfera je naseljena cijelom svojom debljinom, zastupljeni su živi organizmi bentos, plankton Fizička svojstva nekton.

Bentoski organizmi(od grčkog benthos - dubina) vode način života na dnu, živeći na tlu i u zemlji. Fitobentos formiraju razne biljke - zelene, smeđe, crvene alge, koje rastu na različitim dubinama: na malim dubinama, zelene, zatim smeđe, dublje - crvene alge, koje se nalaze na dubini do 200 m životinje - mekušci, crvi, člankonošci, itd. Mnoge su se prilagodile životu čak i na dubini većoj od 11 km.

Planktonski organizmi(od grčkog planktos - lutanje) - stanovnici vodenog stupca, ne mogu se samostalno kretati na velikim udaljenostima, predstavljeni su fitoplanktonom i zooplanktonom. Fitoplankton uključuje jednoćelijske alge i cijanobakterije, koje se nalaze u morskim rezervoarima do dubine od 100 m i glavni su proizvođač organske materije- imaju izvanredan velike brzine reprodukcija. Zooplankton su morske protozoe, koelenterati i mali rakovi. Ove organizme karakteriziraju vertikalne dnevne migracije, oni su glavni izvor hrane za velike životinje - ribe, kitove.

Nektonski organizmi(od grčkog nektos - plutajući) - stanovnici vodena sredina, sposoban da se aktivno kreće kroz vodeni stupac, pokrivajući velike udaljenosti. To su ribe, lignje, kitovi, peronošci i druge životinje.

Pisani rad sa karticama:

1. Uporedite biomasu proizvođača i potrošača na kopnu iu okeanu.

2. Kako se biomasa distribuira u Svjetskom okeanu?

3. Opišite kopnenu biomasu.

4. Definisati pojmove ili proširiti pojmove: nekton; fitoplankton; zooplankton; fitobentos; zoobenthos; procenat Zemljine biomase od mase inertne materije biosfere; postotak biljne biomase od ukupna biomasa kopneni organizmi; postotak biljne biomase od ukupne biomase vodenih organizama.

Kartica na tabli:

1. Koliki je postotak biomase Zemlje od mase inertne materije u biosferi?

2. Koliki postotak Zemljine biomase potiče od biljaka?

3. Koliki procenat ukupne biomase kopnenih organizama čini biljna biomasa?

4. Koliki postotak ukupne biomase vodenih organizama čini biljna biomasa?

5. Koliki se % sunčeve energije koristi za fotosintezu na kopnu?

6. Koliki se % sunčeve energije koristi za fotosintezu u okeanu?

7. Kako se zovu organizmi koji naseljavaju vodeni stup i koji se prenose morskim strujama?

8. Kako se zovu organizmi koji naseljavaju okeansko tlo?

9. Kako se zovu organizmi koji se aktivno kreću u vodenom stupcu?

Test zadatak:

Test 1. Biomasa biosfere iz mase inertne materije biosfere je:

Test 2. Udio biljaka iz biomase Zemlje je:

Test 3. Biomasa biljaka na kopnu u poređenju sa biomasom kopnenih heterotrofa:

2. Je 60%.

3. Je 50%.

Test 4. Biljna biomasa u okeanu u poređenju sa biomasom vodenih heterotrofa:

1. Prevladava i čini 99,2%.

2. Je 60%.

3. Je 50%.

4. Biomasa heterotrofa je manja i iznosi 6,3%.

Test 5. Prosječna upotreba sunčeve energije za fotosintezu na kopnu je:

Test 6. Prosječna upotreba sunčeve energije za fotosintezu u okeanu je:

Test 7. Oceanski bentos predstavljaju:

Test 8. Oceanski nekton je predstavljen sa:

1. Životinje koje se aktivno kreću u vodenom stupcu.

2. Organizmi koji naseljavaju vodeni stub i prenose se morskim strujama.

3. Organizmi koji žive na tlu iu tlu.

4. Organizmi koji žive na površinskom filmu vode.

Test 9. Okeanski plankton predstavljaju:

1. Životinje koje se aktivno kreću u vodenom stupcu.

2. Organizmi koji naseljavaju vodeni stub i prenose se morskim strujama.

3. Organizmi koji žive na tlu iu tlu.

4. Organizmi koji žive na površinskom filmu vode.

Test 10. Od površine do dubine, alge rastu sljedećim redoslijedom:

1. Plitko smeđe, tamnije zelene, tamnije crvene do - 200 m.

2. Plitko crvene, tamnije smeđe, tamnije zelene do - 200 m.

3. Plitko zeleno, tamnije crveno, tamnije smeđe do - 200 m.

4. Plitko zeleno, tamnije smeđe, tamnije crveno - do 200 m.

Od površine do samog dna, okean je živ sa životom raznih životinja i biljaka. Kao i na kopnu, ovdje gotovo sav život ovisi o biljkama. Glavna hrana su milijarde mikroskopskih biljaka zvanih fitoplankton, koje nose struje. Koristeći sunčeve zrake, oni sebi stvaraju hranu od mora, ugljičnog dioksida i minerala. Tokom ovog procesa, tzv fotosinteza, fitoplankton proizvodi 70% atmosferskog kiseonika. Fitoplankton se uglavnom sastoji od malih biljaka zvanih dijatomeje. U šoljici morska voda može biti i do 50 hiljada. Fitoplankton može živjeti samo blizu površine gdje ima dovoljno svjetla za fotosintezu. Drugi dio planktona, zooplankton, ne učestvuje u fotosintezi i stoga može živjeti dublje. Zooplankton su male životinje. Hrane se fitoplanktonom ili jedu jedni druge. Zooplankton uključuje mlade - larve rakova, škampa, meduza i riba. Većina njih uopće ne liče na odrasle. Obje vrste planktona služe kao hrana za ribe i druge životinje - od malih meduza do ogromnih kitova i morskih pasa. Količina planktona varira od mjesta do mjesta i od sezone do sezone. Većina planktona nalazi se na epikontinentalnom pojasu i na polovima. Kril je vrsta zooplanktona. Većina krila se nalazi u Južnom okeanu. Plankton takođe živi slatke vode. Ako možete, pogledajte kapljicu vode iz bare ili rijeke ili kap morske vode pod mikroskopom

Lanci ishrane i piramide

Životinje jedu biljke ili druge životinje i same služe kao hrana za druge vrste. Više od 90% morskih stanovnika završava svoj život u stomaku drugih. Sav život u okeanu je tako povezan u ogroman lanac ishrane, počevši od fitoplanktona. Da biste nahranili jednu veliku životinju, potrebno vam je mnogo malih, tako da uvijek ima manje velikih životinja nego malih. Ovo se može prikazati kao piramida hrane. Da bi povećala svoju težinu za 1 kg, tuna treba pojesti 10 kg skuše. Za dobijanje 10 kg skuše potrebno je 100 kg mlade haringe. Za 100 kg mlade haringe potrebno je 1000 kg zooplanktona. Za hranjenje 1000 kg zooplanktona potrebno vam je 10 000 kg fitoplanktona.

okeanska dna

Debljina okeana može se podijeliti na slojeve, odnosno zone, prema količini svjetlosti i topline koja prodire sa površine (vidi i članak „“). Što je zona dublja, to je hladnija i tamnija. Sve biljke i većina životinja nalaze se u gornje dvije zone. Sunčana zona daje život svim biljkama i raznim životinjama. Samo malo svjetla sa površine prodire u zonu sumraka. Najveći stanovnici ovdje su ribe, lignje i hobotnice. U tamnoj zoni je oko 4 stepena Celzijusa. Životinje se ovdje hrane uglavnom "kišom" mrtvog planktona koji pada s površine. Zona ponora je potpuno mračna i ledeno hladna. Nekoliko životinja koje tamo žive žive pod konstantom visok krvni pritisak. Životinje se nalaze i u okeanskim depresijama, na dubinama većim od 6 km od površine. Hrane se onim što pada odozgo. oko 60% dubokomorske ribe imaju svoj sjaj za pronalaženje hrane, otkrivanje neprijatelja i davanje signala rođacima.

Koralni grebeni

Koralni grebeni nalaze se u plitkim, toplim, bistrim tropskim vodama. Sastoje se od skeleta malih životinja tzv koralni polipi. Kada stari polipi umru, novi počinju rasti na njihovim skeletima. Najstariji grebeni počeli su rasti prije mnogo hiljada godina. Jedna vrsta koraljnog grebena je atol, koji je u obliku prstena ili potkove. Formiranje atola je prikazano u nastavku. Koraljni grebeni počeli su da rastu oko vulkanskog ostrva. Nakon što je vulkan popustio, ostrvo je počelo da tone na dno. Greben nastavlja da raste kako ostrvo tone. U sredini grebena formira se laguna (malo slano jezero). Kada je ostrvo potpuno potonuo, koraljni greben je formirao atol - prstenasti greben sa lagunom u sredini. Koralni grebeni su raznolikiji u životu od drugih dijelova okeana. Tu se nalazi trećina svih vrsta oceanskih riba. Najveći je Boljšoj barijernog grebena na istočnoj obali Australije. Proteže se na 2027 km i u njemu živi 3000 vrsta