Miksi valtamerillä on "alhainen tuottavuus" fotosynteesin suhteen? Meren ja valtamerten elämän ominaisuudet ja jakautuminen Millä valtameren vyöhykkeellä fotosynteesi on mahdotonta?

Biosfääri (kreikan sanasta "bios" - elämä, "pallo" - pallo) elämän kantajana syntyi elävien olentojen ilmestymisen seurauksena evoluution kehitys planeetat. Biosfääri tarkoittaa sitä osaa Maan kuoresta, jossa elävät organismit. Biosfääriopin loi akateemikko Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945). V. I. Vernadsky - biosfääriopin perustaja ja menetelmä maapallon iän määrittämiseksi puoliintumisajan perusteella radioaktiivisia elementtejä. Hän paljasti ensimmäisenä kasvien, eläinten ja mikro-organismien valtavan roolin kemiallisten alkuaineiden liikkeessä maankuoressa.

Biosfäärillä on tietyt rajat. Biosfäärin yläraja sijaitsee 15-20 kilometrin korkeudella maan pinnasta. Se tapahtuu stratosfäärissä. Suurin osa elävistä organismeista sijaitsee alemmassa ilmakuoressa - troposfäärissä. Troposfäärin alin osa (50-70 m) on asutuin.

Elämän alaraja kulkee litosfäärin läpi 2-3 kilometrin syvyydessä. Elämä keskittyy pääasiassa litosfäärin yläosaan - maaperään ja sen pinnalle. Planeetan vesikuori (hydrosfääri) vie jopa 71 % maan pinnasta.

Jos vertaamme kaikkien geosfäärien kokoa, voidaan sanoa, että litosfäärillä on suurin massa ja ilmakehällä pienin. Elävien olentojen biomassa on pieni verrattuna geosfäärien kokoon (0,01 %). SISÄÄN eri osat Biosfäärin elämän tiheys ei ole sama. Suurin määrä eliöt sijaitsevat litosfäärin ja hydrosfäärin pinnalla. Myös biomassapitoisuus vaihtelee vyöhykkeittäin. Suurin tiheys on trooppisissa metsissä, kun taas arktisen jään ja korkeiden vuoristoalueiden tiheys on pienin.

Biomassa. Biomassan muodostavilla organismeilla on valtava kyky lisääntyä ja levitä ympäri planeettaa (katso kohta "Taistelu olemassaolosta"). Lisääntyminen määrää elämän tiheys. Se riippuu organismien koosta ja elämän vaatimasta alueesta. Elämän tiheys saa aikaan organismien välisen taistelun tilasta, ruoasta, ilmasta ja vedestä. Käynnissä luonnonvalinta ja kunto on keskittynyt yhdelle alueelle suuri määrä eliöt, joilla on suurin elämäntiheys.

Maan biomassa.

Maan maalla, alkaen navoista päiväntasaajalle, biomassa kasvaa vähitellen. Suurin kasvien keskittyminen ja monimuotoisuus esiintyy kosteassa trooppiset metsät. Eläinlajien lukumäärä ja monimuotoisuus riippuvat kasvien massasta ja lisääntyvät myös päiväntasaajaa kohti. Ruokaketjut toisiinsa kietoutuneina muodostavat monimutkaisen kemiallisten alkuaineiden ja energian siirtoverkon. Eliöiden välillä käydään ankaraa taistelua tilan, ruoan, valon ja hapen hallussapidosta.

Maaperän biomassa. Elinympäristönä maaperällä on useita erityispiirteitä: suuri tiheys, pieni lämpötilavaihtelujen amplitudi; se on läpinäkymätön, hapeton ja sisältää vettä, johon mineraalisuoloja on liuennut.

Maaperän asukkaat edustavat ainutlaatuista biokenoottista kompleksia. Maaperässä on paljon bakteereja (jopa 500 t/ha), hajottavaa sienten orgaanista ainetta, ja pintakerroksissa elävät viher- ja sinilevät, jotka rikastavat maaperää hapella fotosynteesin kautta. Maaperän paksuus tunkeutuu korkeampien kasvien juurten läpi, ja siinä on runsaasti alkueläimiä - ameboja, siimaeläimiä, ripsiä. Jopa Charles Darwin kiinnitti huomiota kastematojen rooliin, jotka irrottavat maaperää, nielevät sen ja liottavat sen mahanesteellä. Lisäksi maaperässä asuu muurahaisia, punkkeja, myyräjä, murmeleja, gofereja ja muita eläimiä. Kaikki maaperän asukkaat tekevät paljon maaperää muodostavaa työtä ja osallistuvat maaperän hedelmällisyyden luomiseen. monet maaperän eliöt osallistua biosfäärissä esiintyvien aineiden yleiseen kiertokulkuun.

Maailman valtameren biomassa.

Maan hydrosfääri eli maailmanmeri vie yli 2/3 planeetan pinnasta. Vedellä on erityisiä ominaisuuksia, jotka ovat tärkeitä organismien elämälle. Sen korkea lämpökapasiteetti tekee valtamerien ja merien lämpötilasta tasaisemman ja hillitsee äärimmäisiä lämpötilan muutoksia talvella ja kesällä. Fyysiset ominaisuudet Ja kemiallinen koostumus Valtameren vedet ovat hyvin vakioita ja luovat suotuisan ympäristön elämälle. Valtameret vastaavat noin 1/3 koko planeetalla tapahtuvasta fotosynteesistä.

Yksisoluiset levät ja pienet veteen suspendoituneet eläimet muodostavat planktonia. Planktonilla on ensisijainen merkitys valtamerten eläimistön ravitsemuksessa.

Meressä on planktonin ja vapaasti uivien eläinten lisäksi monia pohjaan kiinnittyneitä organismeja, jotka ryömivät sitä pitkin. Pohjan asukkaita kutsutaan pohjaeliöiksi.

Maailman valtameressä on 1000 kertaa vähemmän elävää biomassaa kuin maalla. Kaikissa maailmanmeren osissa on mikro-organismeja, jotka hajottavat orgaanista ainetta mineraaliaineeksi.

Aineiden kierto ja energian muunnos biosfäärissä. Kasvi- ja eläinorganismit, jotka ovat yhteydessä epäorgaaniseen ympäristöön, kuuluvat luonnossa jatkuvaan aineiden ja energian kiertokulkuun.

Hiiltä löytyy luonnollisesti kivistä kalkkikiven ja marmorin muodossa. Suurin osa hiiltä löytyy ilmakehästä hiilidioksidin muodossa. tyhjästä hiilidioksidi Vihreät kasvit imeytyvät fotosynteesin aikana. Hiili sisältyy kiertoon bakteerien toiminnan vuoksi, jotka tuhoavat kuolleita kasvien ja eläinten jäännöksiä.

Kun kasvit ja eläimet hajoavat, typpeä vapautuu ammoniakin muodossa. Nitrofisoivat bakteerit muuttavat ammoniakin typeksi ja typpihapot, jotka imeytyvät kasveihin. Lisäksi jotkin typpeä sitovat bakteerit pystyvät imemään ilmakehän typpeä.

Kivet sisältävät suuria fosforivarantoja. Tuhoutuessaan nämä kivet vapauttavat fosforia maan ekologisiin järjestelmiin, mutta osa fosfaateista imeytyy veden kiertokulkuun ja kulkeutuu mereen. Yhdessä kuolleiden jäännösten kanssa fosfaatit uppoavat pohjaan. Toinen osa niistä käytetään, ja toinen häviää syviin sedimentteihin. Siten fosforin kulutuksen ja sen palautumisen kiertokulkuun välillä on ristiriita.

Biosfäärissä olevien aineiden kierron seurauksena tapahtuu jatkuvaa biogeenistä alkuaineiden kulkeutumista. Välttämätön kasvien ja eläinten elämälle kemiallisia alkuaineita siirtyvät ympäristöstä kehoon. Kun organismit hajoavat, nämä alkuaineet palaavat ympäristöön, josta ne tulevat jälleen kehoon.

Eri organismit, myös ihmiset, osallistuvat alkuaineiden biogeeniseen kulkeutumiseen.

Ihmisen rooli biosfäärissä. Ihminen on osa biosfäärin biomassaa - pitkään aikaan oli suoraan riippuvainen ympäröivästä luonnosta. Aivojen kehittyessä ihmisestä itsestään tulee voimakas tekijä maapallon jatkokehityksessä. Ihmisen mestari useita muotoja energia - mekaaninen, sähköinen ja atomi - vaikutti merkittävään muutokseen maankuoressa ja atomien biogeeniseen kulkeutumiseen. Hyötyjen ohella ihmisen puuttuminen luontoon aiheuttaa sille usein haittaa. Ihmisen toiminta johtaa usein luonnonlakien rikkomiseen. Biosfäärin häiriöt ja muutokset ovat vakava huolenaihe. Tältä osin UNESCO (Yhdistyneiden kansakuntien koulutus-, tiede- ja kulttuurijärjestö), johon Neuvostoliitto kuuluu, hyväksyi vuonna 1971 kansainvälisen biologisen ohjelman (IBP) "Ihminen ja biosfääri", joka tutkii muutoksia biosfäärissä ja sen resursseissa ihmisen alaisena. vaikutus.

Neuvostoliiton perustuslain 18 §:ssä sanotaan: "Nykyisten ja tulevien sukupolvien eduksi Neuvostoliitto hyväksyy tarvittavat toimenpiteet suojeluun ja tieteellisesti perusteltuun, järkevää käyttöä maa ja sen pohjamaa, vesivarat, kasvisto ja eläimistö, ylläpitää puhdasta ilmaa ja vettä, varmistaa lisääntyminen luonnonvarat ja parannuksia ihmisen ympärillä ympäristö."

Sytologisia tehtäviä on useita.

1. Aiheessa "Solun kemiallinen organisointi" he ratkaisevat DNA:n toisen heliksin rakentamisongelmia; määritetään kunkin nukleotidin pitoisuusprosentti jne., esimerkiksi tehtävä nro 1. Yhden DNA-ketjun osassa on nukleotidit: T - C - T-A - G - T - A - A - T. Määritä: 1 ) toisen ketjun rakenne, 2) kunkin nukleotidin prosenttiosuus tietyssä segmentissä.

Ratkaisu: 1) Toisen ketjun rakenne määräytyy komplementaarisuuden periaatteen mukaan. Vastaus: A - G - A - T - C - A - T - T - A.

2) Tämän DNA-segmentin kahdessa ketjussa on 18 nukleotidiä (100 %). Vastaus: A = 7 nukleotidia (38,9 %) T = 7 - (38,9 %); G = 2 - (11,1 %) ja C = 2 - (11,1 %).

II. Aiheessa "Metabolia ja energian muuntaminen solussa" he ratkaisevat ongelmia proteiinin primäärirakenteen määrittämiseksi DNA-koodista; geenin rakenne perustuu proteiinin primaarirakenteeseen, esimerkiksi tehtävä nro 2. Määritä syntetisoidun proteiinin primäärirakenne, jos yhden DNA-ketjun osassa nukleotidit sijaitsevat seuraavassa järjestyksessä: GATACAATGGTTCGT.

1. Ryhmittele nukleotidit kolmoisiksi sekvenssiä häiritsemättä: GAT - ACA - ATG - GTT - CGT.
2. Rakenna mRNA:n komplementaarinen ketju: CUA - UGU - UAC - CAA - GC A.

ONGELMANRATKAISU

3. Taulukon mukaan geneettinen koodi tunnistaa näiden triplettien koodaamat aminohapot. Vastaus: lei-cis-tir-glu-ala. Samantyyppiset ongelmat ratkaistaan ​​samalla tavalla solussa tapahtuvien vastaavien kuvioiden ja prosessien järjestyksen perusteella.

Geneettisiä ongelmia ratkaistaan ​​aiheessa "Perinnöllisyyden perusmallit". Nämä ovat ongelmia monohybridi-, dihybridiristeytys- ja muissa perinnöllisyyskuvioissa, esimerkiksi tehtävä nro 3. Kun mustat kanit risteytetään keskenään, saadaan jälkeläisiä 3 mustaa kania ja 1 valkoinen. Selvitä vanhempien ja jälkeläisten genotyypit.

1. Tunnista geenit, jotka määräävät hallitsevien ja resessiivisten hahmojen ilmenemisen tässä ristissä hahmojen jakamisen lain ohjaamana. Musta puku - A, valkoinen - a;
2. Määritä vanhempien genotyypit (tuottaen erottuvia jälkeläisiä suhteessa 3:1). Vastaus: Ah.
3. Käytä hypoteesia sukusolujen puhtaudesta ja meioosin mekanismista, kirjoita risteytyskaavio ja määritä jälkeläisten genotyypit.

Vastaus: genotyyppi valkoinen jänis- aa, mustien kanien genotyypit - 1 AA, 2Aa.

Muut geneettiset ongelmat ratkaistaan ​​samassa järjestyksessä sopivia malleja käyttäen.

Fotosynteesi on kaiken planeettamme elämän perusta. Tämä maakasveissa, levissä ja monentyyppisissä bakteereissa esiintyvä prosessi määrittää lähes kaikkien elämänmuotojen olemassaolon maapallolla muuntaen auringonvalovirrat kemiallisten sidosten energiaksi, joka sitten siirtyy askel askeleelta useiden sidosten huipulle. ruokaketjut.

Todennäköisesti sama prosessi merkitsi kerralla alkua hapen osapaineen voimakkaalle nousulle Maan ilmakehässä ja hiilidioksidin osuuden laskulle, mikä lopulta johti lukuisten monimutkaisten organismien kukoistukseen. Ja tähän asti monien tutkijoiden mukaan vain fotosynteesi on pystynyt hillitsemään hiilidioksidin nopeaa hyökkäystä ilmaan, kun ihmiset polttavat miljoonia tonneja päivittäin. erilaisia ​​tyyppejä hiilivetypolttoaine.

Amerikkalaisten tutkijoiden uusi löytö pakottaa meidät katsomaan fotosynteesiprosessia uudella tavalla

"Normaalin" fotosynteesin aikana tätä elintärkeää kaasua syntyy "sivutuotteena". Normaalitilassa fotosynteettisiä "tehtaita" tarvitaan sitomaan hiilidioksidia ja tuottamaan hiilihydraatteja, jotka toimivat myöhemmin energialähteenä monissa solunsisäisissä prosesseissa. Näissä ”tehtaissa” valoenergiaa käytetään vesimolekyylien hajottamiseen, jonka aikana vapautuu hiilidioksidin ja hiilihydraattien kiinnittämiseen tarvittavia elektroneja. Tämän hajoamisen aikana vapautuu myös happea O 2:ta.

Äskettäin löydetyssä prosessissa vain pieni osa veden hajoamisen aikana vapautuvista elektroneista käytetään hiilidioksidin omaksumiseen. Leijonanosa niistä menee käänteisen prosessin aikana vesimolekyylien muodostumiseen "vasta vapautuneesta" hapesta. Tässä tapauksessa äskettäin löydetyn fotosynteesiprosessin aikana muuntunutta energiaa ei varastoidu hiilihydraattien muodossa, vaan se toimitetaan suoraan elintärkeille solunsisäisille energian kuluttajille. Tämän prosessin yksityiskohtainen mekanismi on kuitenkin edelleen mysteeri.

Ulkopuolelta voi vaikuttaa siltä, ​​että tällainen fotosynteesiprosessin muunnos on ajan ja energian hukkaa auringosta. On vaikea uskoa, että elävässä luonnossa, jossa miljardeja vuosia kestäneen evoluution yrityksen ja erehdyksen aikana jokainen pienikin yksityiskohta on osoittautunut erittäin tehokkaaksi, voi olla olemassa näin alhainen prosessi.

Tästä huolimatta tämän vaihtoehdon avulla voit suojata monimutkaisen ja herkän fotosynteettisen laitteen liialliselta säteilyltä auringonvalo.

Tosiasia on, että bakteerien fotosynteesiprosessia ei voida yksinkertaisesti pysäyttää poissa ollessa tarvittavat ainesosat V ympäristöön. Niin kauan kuin mikro-organismit ovat alttiina auringonsäteily, ne pakotetaan muuttamaan valoenergia kemiallisten sidosten energiaksi. Tarvittavien komponenttien puuttuessa fotosynteesi voi johtaa vapaiden radikaalien muodostumiseen, jotka tuhoavat koko solun, ja siksi syanobakteerit eivät yksinkertaisesti voi tehdä ilman varavaihtoehtoa fotonienergian muuntamiseksi vedestä vedeksi.

Tämä vaikutus alennettu taso CO 2:n muuttumista hiilihydraateiksi ja vähentynyttä molekyylihapen vapautumista on havaittu jo useissa viimeaikaisissa tutkimuksissa luonnolliset olosuhteet Atlantin ja Tyynenmeren valtameret. Kuten kävi ilmi, lähes puolessa niiden vesialueista havaitaan alhaisia ​​ravintoaineiden ja rauta-ionien pitoisuuksia. Siten,

Noin puolet näiden vesien asukkaille saapuvasta auringonvalon energiasta muunnetaan ohittamalla tavallinen hiilidioksidin imemis- ja hapenvapautusmekanismi.

Tämä tarkoittaa, että meren autotrofien osuus hiilidioksidin absorptioprosessissa oli aiemmin merkittävästi yliarvioitu.

Yhtenä Carnegie-instituutin globaalin ekologian osaston asiantuntijoista, Joe Bury, uusi löytö muuttaa merkittävästi ymmärrystämme aurinkoenergian prosessointiprosesseista meren mikro-organismien soluissa. Hänen mukaansa tutkijat eivät ole vielä paljastaneet uuden prosessin mekanismia, mutta jo nyt sen olemassaolo pakottaa meidät katsomaan asiaa eri tavalla. nykyaikaisia ​​arvioita CO 2:n fotosynteettisen absorption laajuus maailman vesissä.

Maailman valtameret peittävät yli 70 % maapallon pinnasta. Se sisältää noin 1,35 miljardia kuutiokilometriä vettä, mikä on noin 97% kaikesta planeetan vedestä. Meri tukee kaikkea planeetan elämää ja tekee siitä myös sinisen avaruudesta katsottuna. Maa on aurinkokuntamme ainoa planeetta, jonka tiedetään sisältävän nestemäistä vettä.

Vaikka valtameri on yksi jatkuva vesistö, valtameritutkijat ovat jakaneet sen neljään pääalueeseen: Tyynenmeren, Atlantin, Intian ja arktisen alueen. Atlantin, Intian ja Tyynellämerellä yhdistyvät Etelämantereen ympärillä oleviin jäisiin vesiin. Jotkut asiantuntijat tunnistavat tämän alueen viidenneksi valtamereksi, jota useimmiten kutsutaan eteläiseksi valtamereksi.

Ymmärtääksesi valtameren elämää, sinun on ensin tiedettävä sen määritelmä. Ilmaus "meren elämä" kattaa kaikki suolaisessa vedessä elävät organismit, joihin kuuluu laaja valikoima kasveja, eläimiä ja mikro-organismeja, kuten bakteereja ja.

Merellä on valtava valikoima lajeja, jotka vaihtelevat pienistä yksisoluisista organismeista jättimäisiin sinivalaisiin. Kun tiedemiehet löytävät uusia lajeja, oppivat lisää organismien geneettisestä rakenteesta ja tutkivat fossiilisia näytteitä, he päättävät, kuinka valtamerten kasvisto ja eläimistö ryhmitellään. Seuraavassa on luettelo valtamerten elävien organismien tärkeimmistä tyypeistä tai taksonomisista ryhmistä:

• (Annelida);
• (Niveljalkaiset);
• (Chordata);
• (Cnidaria);
• Ktenoforit ( Ctenophora);
• (Echinodermata);
• (Mollusca)
• (Porifera).

On myös useita tyyppejä meren kasveja. Yleisimpiä ovat mm Chlorophyta, tai viherlevää ja Rhodophyta tai punalevää.

Merielämän mukautukset

Meidän kaltaisen maaeläimen näkökulmasta valtameri voi olla ankara ympäristö. Meren elämä on kuitenkin sopeutunut elämään valtameressä. Ominaisuudet, jotka auttavat organismeja menestymään meriympäristö, sisältävät kyvyn säädellä suolan saantia, hapen saantielimiä (esimerkiksi kalan kidukset), kestämään kohonnutta vedenpainetta, sopeutumista valon puutteeseen. Vuorovesivyöhykkeellä elävät eläimet ja kasvit kohtaavat äärimmäisiä lämpötiloja, auringonvaloa, tuulta ja aaltoja.

Lajeja on satoja tuhansia meren elämää, pienestä eläinplanktonista jättivalaisiin. Meren eliöiden luokitus on hyvin vaihteleva. Jokainen on mukautettu tiettyyn elinympäristöönsä. Kaikki valtameren organismit pakotetaan olemaan vuorovaikutuksessa useiden tekijöiden kanssa, jotka eivät aiheuta ongelmia maaelämälle:

• suolan saannin säätely;
• Hapen saaminen;
• Sopeutuminen vedenpaineeseen;
• Aallot ja veden lämpötilan muutokset;
• Saa tarpeeksi valoa.

Alla tarkastellaan joitain tapoja selviytyä meren kasvisto ja eläimistö tässä ympäristössä, joka on hyvin erilainen kuin meidän.

Suolan säätely

Kalat voivat juoda suolavesi ja poista ylimääräinen suola kidusten kautta. Merilinnut juovat myös merivettä, ja ylimääräinen suola poistetaan "suolarauhasten" kautta nenäonteloon, minkä jälkeen lintu ravistaa sen pois. Valaat eivät juo suolavettä, vaan saavat kehostaan ​​tarvittavan kosteuden, josta ne ruokkivat.

Happi

Kalat ja muut veden alla elävät organismit voivat saada happea vedestä joko kidustensa tai ihonsa kautta.

Merinisäkkäiden täytyy tulla pintaan hengittämään, joten valaiden pään yläosassa on hengitysaukot, joiden avulla ne voivat hengittää ilmaa ilmakehästä pitäen suurimman osan kehostaan ​​veden alla.

Valaat pystyvät pysymään veden alla hengittämättä tunnin tai kauemmin, koska ne käyttävät keuhkojaan erittäin tehokkaasti ja täyttävät jopa 90 % keuhkokapasiteetistaan ​​jokaisella hengityksellä ja varastoivat myös epätavallisen suuria määriä happea vereensä ja lihaksiinsa sukeltaessaan.

Lämpötila

Monet valtameren eläimet ovat kylmäverisiä (ektotermisiä), ja niiden sisäinen ruumiinlämpötila on sama kuin ympäristön. Poikkeuksen muodostavat lämminveriset (endotermiset) merinisäkkäät, joiden on säilytettävä vakiona ruumiinlämpö veden lämpötilasta riippumatta. Niissä on ihonalainen eristävä kerros, joka koostuu rasvasta ja sidekudos. Tämän ihonalaisen rasvakerroksen ansiosta he voivat säilyttää kehon sisälämpötilansa suunnilleen samana kuin maalla olevien sukulaistensa, jopa kylmässä valtameressä. Keulavalaan eristyskerros voi olla yli 50 cm paksu.

Vedenpaine

Valtamerissä vedenpaine kasvaa 15 paunaa neliötuumaa kohden 10 metrin välein. Vaikka jotkut meren olentoja Muuta veden syvyyttä harvoin, pitkään uivat eläimet, kuten valaat, merikilpikonnat ja hylkeet, kulkevat matalista vesistä suuriin syvyyksiin muutamassa päivässä. Miten he selviävät paineista?

Uskotaan, että kaskelotti pystyy sukeltamaan yli 2,5 kilometriä merenpinnan alapuolelle. Yksi sopeutumisesta on se, että keuhkot ja rintakehä kutistuvat, kun sukeltaa suuriin syvyyksiin.

Nahkaselkäinen merikilpikonna voi sukeltaa yli 900 metriin. Taitettavat keuhkot ja joustava kuori auttavat niitä kestämään korkeaa vedenpainetta.

Tuuli ja aallot

Eläimet vuorovesivyöhyke ei tarvitse sopeutua korkeaan vedenpaineeseen, mutta sen on kestettävä voimakas tuulen ja aallon paine. Monilla tällä alueella olevilla selkärangattomilla ja kasveilla on kyky tarttua kiviin tai muihin alustoihin, ja niillä on myös kovat suojakuoret.

Vaikka myrskyt eivät vaikuta suuriin pelagisiin lajeihin, kuten valaisiin ja haihin, niiden saalis saatetaan siirtyä pois. Esimerkiksi valaat metsästävät haijajalkaisia, jotka voivat levitä eri syrjäisille alueille aikana kova tuuli ja aallot.

auringonvalo

Valoa vaativia organismeja, kuten trooppisia koralliriutat ja niihin liittyvät levät, tavataan matalissa, kirkkaissa vesissä, jotka läpäisevät helposti auringonvaloa.

Koska vedenalainen näkyvyys ja valotasot voivat muuttua, valaat eivät luota näkökykyyn löytääkseen ruokaa. Sen sijaan he löytävät saaliin käyttämällä kaikulokaatiota ja kuuloa.

Meren syvyyksissä jotkut kalat ovat menettäneet silmänsä tai pigmenttinsä, koska niitä ei yksinkertaisesti tarvita. Muut organismit ovat bioluminesoivia ja käyttävät valoa tuottavia elimiä tai omia valoa tuottavia elimiä saaliin houkuttelemiseksi.

Elämän jakautuminen merissä ja valtamerissä

Meri on täynnä elämää rannikolta syvimpään merenpohjaan. Sadat tuhannet merilajit vaihtelevat mikroskooppisista levistä maapallolla koskaan eläneeseen sinivalaan.

Valtamerellä on viisi pääelämän vyöhykettä, joista jokaisella on yksilöllinen organismien sopeutuminen tiettyyn meriympäristöönsä.

Eufoottinen vyöhyke

Eufoottinen vyöhyke on valtameren auringon valaisema pintakerros, joka on jopa noin 200 metriä syvä. Eufoottinen vyöhyke tunnetaan myös foottisena vyöhykkeenä ja sitä voi esiintyä molemmissa järvissä, joissa on merta ja valtameri.

Auringonvalo valovyöhykkeellä mahdollistaa fotosynteesiprosessin. on prosessi, jolla jotkut organismit muuttavat aurinkoenergiaa ja hiilidioksidia ilmakehästä ravinteita(proteiinit, rasvat, hiilihydraatit jne.) ja happi. Valtameressä fotosynteesiä suorittavat kasvit ja levät. Merilevät ovat samanlaisia ​​kuin maakasvit: niillä on juuret, varret ja lehdet.

Eufoottisella vyöhykkeellä elää myös kasviplanktonia, mikroskooppisia organismeja, joihin kuuluu kasveja, leviä ja bakteereja. Miljardit mikro-organismit muodostavat valtamerissä valtavia vihreitä tai sinisiä laikkuja, jotka ovat valtamerten ja merien perusta. Kasviplanktoni tuottaa fotosynteesin kautta lähes puolet maapallon ilmakehään vapautuvasta hapesta. Pienet eläimet, kuten krilli (eräänlainen katkarapu), kalat ja eläinplanktoniksi kutsutut mikro-organismit syövät kaikki kasviplanktonia. Näitä eläimiä puolestaan ​​syövät valaat, suuret kalat, merilintuja ja ihmisiä.

Mesopelaginen vyöhyke

Seuraavaa vyöhykettä, joka ulottuu noin 1000 metrin syvyyteen, kutsutaan mesopelagiseksi vyöhykkeeksi. Tämä vyöhyke tunnetaan myös hämärävyöhykkeenä, koska sen sisällä oleva valo on hyvin himmeää. Auringonvalon puute tarkoittaa, että mesopelagisella vyöhykkeellä ei käytännössä ole kasveja, mutta isoja kaloja ja valaat sukeltavat sinne metsästämään. Tämän alueen kalat ovat pieniä ja valoisia.

Batypelaginen vyöhyke

Joskus mesopelagisen vyöhykkeen eläimet (kuten kaskelot ja kalmari) sukeltavat batypelagiselle vyöhykkeelle, joka ulottuu noin 4 000 metrin syvyyteen. Batypelaginen vyöhyke tunnetaan myös keskiyön vyöhykkeenä, koska valo ei saavuta sitä.

Batypelagisella vyöhykkeellä elävät eläimet ovat pieniä, mutta niillä on usein suuret sut, terävät hampaat ja laajenevat vatsat, joiden ansiosta he voivat syödä mitä tahansa suuhunsa putoavaa ruokaa. Suuri osa tästä ruoasta tulee ylemmiltä pelagisilla vyöhykkeiltä laskeutuvien kasvien ja eläinten jäännöksistä. Monilla batypelagisilla eläimillä ei ole silmiä, koska niitä ei tarvita pimeässä. Koska paine on niin korkea, ravintoaineita on vaikea löytää. Batypelagisella vyöhykkeellä olevat kalat liikkuvat hitaasti ja niillä on vahvat kidukset ottamaan happea vedestä.

Abyssopelaginen vyöhyke

Vesi meren pohjassa, abyssopelagic vyöhykkeellä, on erittäin suolaista ja kylmää (2 celsiusastetta tai 35 astetta Fahrenheita). Jopa 6 000 metrin syvyydessä paine on erittäin voimakas - 11 000 puntaa neliötuumaa kohti. Tämä tekee elämän mahdottomaksi useimmille eläimille. Tämän vyöhykkeen eläimistö on kehittänyt outoja mukautumisominaisuuksia selviytyäkseen ekosysteemin ankarista olosuhteista.

Monet tämän alueen eläimet, mukaan lukien kalmari ja kalat, ovat bioluminesoivia, mikä tarkoittaa, että ne tuottavat valoa läpi kemialliset reaktiot heidän kehossaan. Esimerkiksi merikrotilla on kirkas lisäke, joka sijaitsee sen valtavan, hampaisen suun edessä. Kun valo vetää puoleensa pieniä kaloja, merikrotti yksinkertaisesti napsauttaa leukansa syödäkseen saaliinsa.

Ultra Abyssal

Valtameren syvintä vyöhykettä, joka löytyy vaurioista ja kanjoneista, kutsutaan ultra-abyssaliksi. Täällä elää vähän organismeja, kuten isopodeja, rapuille ja katkaravuille sukua olevia äyriäisiä.

Kuten sienet ja merikurkut, viihtyvät abyssopelagisilla ja ultra-abyssal-alueilla. Kuten moni meren tähdet ja meduusat, nämä eläimet ovat lähes täysin riippuvaisia ​​kuolleiden kasvien ja eläinten jäännöksistä, joita kutsutaan merijätteeksi.

Kaikki pohjan asukkaat eivät kuitenkaan ole riippuvaisia ​​meren jätteistä. Vuonna 1977 valtameren tutkijat löysivät merenpohjasta olentoja, jotka ruokkivat bakteereja hydrotermisten aukkojen ympäriltä. Nämä tuuletusaukot johtavat kuuma vesi, rikastettu maan syvyyksistä peräisin olevilla mineraaleilla. Mineraalit ruokkivat ainutlaatuisia bakteereja, jotka puolestaan ​​ruokkivat eläimiä, kuten rapuja, simpukoita ja putkimatoja.

Uhkaa meren elämään

Huolimatta suhteellisen vähäisestä ymmärryksestä valtamerestä ja sen asukkaista, ihmisen toiminta on aiheuttanut valtavaa vahinkoa tälle hauraalle ekosysteemille. Näemme jatkuvasti televisiossa ja sanomalehdissä, että jälleen yksi merilaji on tullut uhanalaisena. Ongelma saattaa tuntua masentavalta, mutta toivoa on ja jokainen meistä voi tehdä monia asioita valtameren pelastamiseksi.

Alla esitetyt uhat eivät ole missään tietyssä järjestyksessä, koska ne ovat joillakin alueilla painavampia kuin toisilla, ja jotkut valtameren olennot kohtaavat useita uhkia:

• Valtameren happamoituminen- jos olet joskus omistanut akvaarion, tiedät, että veden pH on oikea tärkeä osa pitää kalasi terveenä.
• Ilmaston muutos- kuulemme jatkuvasti ilmaston lämpeneminen, ja hyvästä syystä - se vaikuttaa kielteisesti sekä meren että maan elämään.
• Liikakalastus on maailmanlaajuinen ongelma, joka on köyhtynyt monia tärkeitä kaupallisia kalalajeja.
• Salametsästys ja laiton kauppa- Meren elämän suojelemiseksi säädetyistä laeista huolimatta laiton kalastus kukoistaa edelleen.
• Verkot - merelliset lajit Pienistä selkärangattomista suuriin valaisiin voivat sotkeutua ja kuolla hylättyihin kalaverkkoihin.
• Roskat ja saastuminen- Erilaiset eläimet voivat sotkeutua roskiin ja verkkoihin, ja öljyvuodot aiheuttavat valtavia vahinkoja suurimmalle osalle meren eliöstöstä.
• Elinympäristön häviäminen- Maailman väestön kasvaessa ihmisten paine rannikoille, kosteikolle, rakkolevämetsille, mangrovemetsille, rannoille, kallioisille rannoille ja tuhansien lajien kotiseutualueille lisääntyy.
• Invasiiviset lajit - uuteen ekosysteemiin tuodut lajit voivat aiheuttaa vakavaa haittaa alkuperäisasukkailleen, koska luonnollisten petoeläinten puutteen vuoksi ne voivat kokea populaatioräjähdyksen.
• Merialukset - alukset voivat aiheuttaa hengenvaarallisia vahinkoja suurille merinisäkkäät, ja myös aiheuttaa paljon melua, kuljettaa invasiivisia lajeja, tuhoaa koralliriutat ankkureilla, mikä johtaa vapautumiseen kemialliset aineet mereen ja ilmakehään.
• Valtameren melu – valtameressä on paljon luonnollista melua, joka on olennainen osa tätä ekosysteemiä, mutta keinotekoinen melu voi häiritä monien meren asukkaiden elämänrytmiä.

Oppitunti 2. Biosfäärin biomassa

Koetyön analysointi ja arvosana (5-7 min).

Suullinen toisto ja tietokonetesti (13 min).

Maan biomassa

Biosfäärin biomassa on noin 0,01 % biosfäärin inertin aineen massasta, ja kasvien osuus biomassasta on noin 99 % ja kuluttajien ja hajottajien noin 1 %. Kasvit hallitsevat maanosia (99,2 %), valtameriä hallitsevat eläimet (93,7 %)

Maan biomassa on paljon suurempi kuin maailman valtamerten biomassa, se on lähes 99,9 %. Tämä selittyy pidemmällä elinajanodoteella ja tuottajien massalla maan pinnalla. Maan kasveissa aurinkoenergian käyttö fotosynteesiin on 0,1 % ja valtameressä vain 0,04 %.

Maan pinnan eri alueiden biomassa riippuu ilmasto-olosuhteista - lämpötilasta, sademäärästä. Vaikea ilmasto-olosuhteet tundra - matalat lämpötilat, ikirouta, lyhyet kylmät kesät ovat muodostuneet omituisiksi kasviyhteisöt pienellä biomassalla. Tundran kasvillisuutta edustavat jäkälät, sammalet, hiipivät kääpiöpuut, ruohokasvillisuus, joka kestää sellaisia äärimmäisissä olosuhteissa. Taiga biomassaa, sitten sekoitetaan ja lehtimetsät vähitellen kasvaa. Arojen vyöhyke väistyy subtrooppisille ja trooppinen kasvillisuus, missä elinolosuhteet ovat edullisimmat, biomassa on maksimi.

Maaperän yläkerroksella on suotuisimmat vesi-, lämpötila- ja kaasuolosuhteet elämälle. Kasvipeite tarjoaa orgaanista ainesta kaikille maaperän asukkaille - eläimille (selkärankaisille ja selkärangattomille), sienille ja suuri määrä bakteerit. Bakteerit ja sienet ovat hajottajia, niillä on merkittävä rooli biosfäärin ainekierrossa, mineralisoiva orgaaniset aineet. "Luonnon suuret haudankaivajat" - näin L. Pasteur kutsui bakteereja.

Maailman valtamerten biomassa

Hydrosfääri"Vesikuoren" muodostaa Maailmanmeri, jonka pinta-ala on noin 71 % maapallo, ja maa-altaat - joet, järvet - noin 5%. Sisällä on paljon vettä pohjavesi ja jäätiköt. Veden suuren tiheyden vuoksi eläviä organismeja voi normaalisti esiintyä paitsi pohjassa myös vesipatsaassa ja sen pinnalla. Siksi hydrosfääri on asutettu koko paksuudeltaan, elävät organismit ovat edustettuina pohjaeliöstö, planktonia Ja nekton.

Pohjaeliöt(kreikan sanasta benthos - syvyys) elävät pohjassa asuvan elämäntavan, asuen maassa ja maassa. Pohjaeliöstön muodostavat erilaiset kasvit - vihreät, ruskeat, punalevät, jotka kasvavat eri syvyyksillä: matalassa syvyydessä vihreät, sitten ruskeat, syvemmällä - punalevät, joita esiintyy jopa 200 metrin syvyydessä. Pohjaeläintä edustavat mm. eläimet - nilviäiset, madot, niveljalkaiset jne. Monet ovat sopeutuneet elämään jopa yli 11 km:n syvyydessä.

Planktoniset organismit(kreikan kielestä planktos - vaeltava) - vesipatsaan asukkaat, he eivät pysty liikkumaan itsenäisesti pitkiä matkoja, niitä edustavat kasviplankton ja eläinplankton. Kasviplanktoniin kuuluu yksisoluisia leviä ja sinileviä, joita esiintyy meren altaissa 100 metrin syvyydessä ja jotka ovat päätuottaja eloperäinen aine- heillä on poikkeuksellinen suuri nopeus jäljentäminen. Eläinplanktonit ovat meren alkueläimiä, coelenteraatteja ja pieniä äyriäisiä. Näille organismeille on ominaista pystysuuntaiset päivittäiset muuttoliikkeet; ne ovat tärkein ravinnonlähde suurille eläimille - kaloille, paalivalaille.

Nektoniset organismit(kreikan kielestä nektos - kelluva) - asukkaat vesiympäristö, joka pystyy liikkumaan aktiivisesti vesipatsaan läpi ja kattamaan pitkiä matkoja. Näitä ovat kalat, kalmarit, valaat, hylje- ja muut eläimet.

Paperityötä korteilla:

1. Vertaa tuottajien ja kuluttajien biomassaa maalla ja meressä.

2. Miten biomassa jakautuu maailman valtameressä?

3. Kuvaile maanpäällistä biomassaa.

4. Määrittele termit tai laajenna käsitteitä: nekton; kasviplankton; eläinplankton; fytobentos; pohjaeliöstö; prosenttiosuus maapallon biomassasta biosfäärin inertin aineen massasta; prosenttiosuus kasvibiomassasta alkaen kokonaisbiomassaa maaorganismit; kasvien biomassan prosenttiosuus vesieliöiden kokonaisbiomassasta.

Kortti taululla:

1. Mikä on maapallon biomassan prosenttiosuus biosfäärissä olevan inertin aineen massasta?

2. Kuinka monta prosenttia maapallon biomassasta tulee kasveista?

3. Kuinka monta prosenttia maaeliöiden kokonaisbiomassasta on kasvibiomassaa?

4. Kuinka monta prosenttia vesieliöiden kokonaisbiomassasta on kasvien biomassaa?

5. Kuinka monta prosenttia aurinkoenergiasta käytetään fotosynteesiin maalla?

6. Kuinka monta prosenttia aurinkoenergiasta käytetään valtameren fotosynteesiin?

7. Mitkä ovat vesipatsaassa asuvien ja merivirtojen kuljettamien organismien nimet?

8. Mitkä ovat valtameren maaperässä asuvien organismien nimet?

9. Mitkä ovat vesipatsassa aktiivisesti liikkuvien organismien nimet?

Testata:

Testi 1. Biosfäärin biomassa biosfäärin inertin aineen massasta on:

Testi 2. Kasvien osuus maapallon biomassasta on:

Testi 3. Maan kasvien biomassa verrattuna maanpäällisten heterotrofien biomassaan:

2. On 60%.

3. On 50%.

Testi 4. Kasvien biomassa valtameressä verrattuna vesien heterotrofien biomassaan:

1. Voimassa ja osuus on 99,2 %.

2. On 60%.

3. On 50%.

4. Heterotrofien biomassa on pienempi ja on 6,3 %.

Testi 5. Aurinkoenergian keskimääräinen käyttö fotosynteesiin maalla on:

Testi 6. Aurinkoenergian keskimääräinen käyttö fotosynteesiin meressä on:

Testi 7. Valtameren pohjaeliötä edustavat:

Testi 8. Ocean nektonia edustaa:

1. Eläimet liikkuvat aktiivisesti vesipatsaassa.

2. Organismit, jotka elävät vesipatsaassa ja joita merivirtaukset kuljettavat.

3. Maassa ja maassa elävät organismit.

4. Veden pintakalvolla elävät organismit.

Testi 9. Ocean planktonia edustavat:

1. Eläimet liikkuvat aktiivisesti vesipatsaassa.

2. Organismit, jotka elävät vesipatsaassa ja joita merivirtaukset kuljettavat.

3. Maassa ja maassa elävät organismit.

4. Veden pintakalvolla elävät organismit.

Testi 10. Levät kasvavat pinnasta syvyyteen seuraavassa järjestyksessä:

1. Matala ruskea, syvemmän vihreä, syvemmän punainen enintään - 200 m.

2. Matala punainen, syvemmän ruskea, syvänvihreä - 200 m asti.

3. Matalan vihreä, syvemmän punainen, syvemmän ruskea - 200 m asti.

4. Matala vihreä, syvemmän ruskea, syvemmän punainen - 200 m asti.

Meren pinnasta pohjaan asti valtameri elää monenlaisten eläinten ja kasvien kanssa. Kuten maalla, täälläkin melkein kaikki elämä riippuu kasveista. Pääravinto on miljardeja mikroskooppisia kasveja, joita kutsutaan kasviplanktoniksi ja joita virtaukset kuljettavat. Auringon säteiden avulla ne luovat itselleen ruokaa merestä, hiilidioksidista ja mineraaleista. Tämän prosessin aikana ns fotosynteesi kasviplankton tuottaa 70 % ilmakehän hapesta. Kasviplankton koostuu pääasiassa pienistä kasveista, joita kutsutaan piileveiksi. Kupissa merivettä voi olla jopa 50 tuhatta. Kasviplankton voi elää vain lähellä pintaa, jossa on tarpeeksi valoa fotosynteesiin. Toinen planktonin osa - eläinplankton - ei osallistu fotosynteesiin ja voi siksi elää syvemmällä. Eläinplankton on pieniä eläimiä. Ne syövät kasviplanktonia tai syövät toisiaan. Eläinplanktoniin kuuluu nuoria - rapujen, katkarapujen, meduusojen ja kalojen toukkia. Suurin osa heistä ei näytä ollenkaan aikuisilta. Molemmat planktontyypit toimivat ravinnoksi kaloille ja muille eläimille - pienistä meduusoista valtaviin valaisiin ja haihin. Planktonin määrä vaihtelee paikasta toiseen ja vuodenajan mukaan. Suurin osa planktonista löytyy mannerjalustalta ja navoista. Krill on eräänlainen eläinplankton. Suurin osa krilleistä löytyy eteläisestä valtamerestä. Plankton asuu myös makeat vedet. Jos voit, katso vesipisaraa lammikosta tai joesta tai pisaraa merivettä mikroskoopin alla

Ravintoketjut ja pyramidit

Eläimet syövät kasveja tai muita eläimiä ja toimivat itse ravinnoksi muille lajeille. Yli 90 % meren asukkaista päättää elämänsä toisten vatsassa. Kaikki valtameren elämä on siten yhdistetty valtavaan ravintoketjuun, joka alkaa kasviplanktonista. Yhden suuren eläimen ruokkimiseen tarvitaan monta pientä, joten suuria eläimiä on aina vähemmän kuin pieniä. Tämä voidaan kuvata ruokapyramidina. Nostaakseen painoaan 1 kg:lla tonnikalan on syötävä 10 kg makrillia. 10 kg makrillin saamiseksi tarvitset 100 kg nuorta silliä. 100 kiloa nuorta silakkaa kohden tarvitset 1000 kiloa eläinplanktonia. 1000 kg eläinplanktonia ruokittaessa tarvitset 10 000 kg kasviplanktonia.

valtameren pohjat

Meren paksuus voidaan jakaa kerroksiin tai vyöhykkeisiin pinnasta tunkeutuvan valon ja lämmön määrän mukaan (katso myös artikkeli ""). Mitä syvempi vyöhyke, sitä kylmempi ja tummempi se on. Kaikki kasvit ja useimmat eläimet löytyvät kahdesta ylimmästä vyöhykkeestä. Aurinkoinen vyöhyke antaa elämää kaikille kasveille ja monenlaisille eläimille. Vain vähän valoa pinnasta tunkeutuu hämäräalueelle. Suurimpia asukkaita täällä ovat kalat, kalmarit ja mustekalat. Pimeällä alueella lämpötila on noin 4 astetta. Eläimet ruokkivat täällä pääasiassa kuolleen planktonin "sadetta", joka putoaa pinnalta. Syvyysalue on täysin pimeä ja jääkylmä. Ne harvat siellä elävät eläimet elävät jatkuvasti korkea verenpaine. Eläimiä löytyy myös valtameren syvennyksistä yli 6 kilometrin syvyydessä pinnasta. He syövät sitä, mikä putoaa ylhäältä. noin 60 % syvänmeren kalat heillä on oma hehku löytääkseen ruokaa, havaitakseen vihollisia ja antaakseen signaaleja sukulaisille.

koralliriutat

Koralliriutat löytyvät matalista, lämpimistä, kirkkaista trooppisista vesistä. Ne koostuvat pienten eläinten luurangoista nimeltä korallipolyypit. Kun vanhat polyypit kuolevat, niiden luurankoihin alkaa kasvaa uusia. Vanhimmat riutat alkoivat kasvaa tuhansia vuosia sitten. Eräs koralliriuttatyyppi on atolli, joka on muodoltaan renkaan tai hevosenkengän muotoinen. Atollien muodostuminen on esitetty alla. Koralliriutat alkoivat kasvaa tulivuoren saaren ympärille. Tulivuoren laanttua saari alkoi vajota pohjaan. Riutta jatkaa kasvuaan saaren uppoaessa. Riutan keskelle muodostuu laguuni (pieni suolajärvi). Kun saari upposi kokonaan, koralliriutta muodosti atollin - rengasriutan, jonka keskellä oli laguuni. Koralliriutat ovat elämässään monipuolisempia kuin muut valtameren osat. Kolmannes kaikista valtameren kalalajeista löytyy sieltä. Suurin on Bolshoi Valliriutta Australian itärannikolla. Se ulottuu 2027 kilometriä ja suojaa 3000 lajia