1. Особливості водного середовища існування
Це те середовище, в якому, найбільш ймовірно, виникло й еволюціонувало життя. Умови існування в межах водного середовища визначаються властивостями води, а лімітуючими ресурсами є кисень, світло і мінеральні речовини.
Вода як середовище існування має високу густину, яка у морської води трохи вища (при \(20\) °С близько \(1,03\) г/см³), ніж у прісної води (близько \(1\) г/см³). Густина води залежить від температури, вмісту солей та змінюється з глибиною (зростає на \(1\) атм на кожні \(10\) м), що визначає істотні перепади тиску під час занурення. Найбільшою є густина води в океані на великих глибинах.
Висока теплоємність й низька теплопровідність води визначають стабільніший температурний режим, але для різних водойм характерна різноманітність температурних умов. Так, у полярних водах середньорічна температура становить близько +\(2\) °С, на глибинах +\(4\) °С, в екваторіальних водах +\(26\) °С, а в гарячих джерелах +\(100\) °С і більше.
Водне середовище має відносно низький вміст кисню (близько \(10\) мл/л, що у \(21\) раз менше, ніж у атмосфері) через слабку розчинність цього газу. У прісній і особливо морській воді значно більшим є вміст вуглекислого газу (майже в \(150\) разів більше, ніж у атмосфері), що позначається на фотосинтезі водоростей і формуванні захисних вапнякових утворів безхребетних.
У воді значно менша кількість світла, ніж у повітрі, що пояснюється відбиттям від поверхні водойм та сильним поглинанням світлових променів у водній товщі. Окрім того, прозорість води залежить від кількості завислих у ній часточок. Через те загальна освітленість водойм швидко зменшується з глибиною, і межа фотосинтезуючої зони є дуже різною у водоймах. Як правило, на глибинах понад \(250\) м фототрофи існувати вже не можуть.
Важливим чинником водного середовища є сольовий режим. Вміст мінеральних солей у природних водоймах змінюється досить сильно — від \(0,01\) г/л у водах льодовикових озер до \(35\) г/л в океані. Найсолоніша вода — у Мертвому морі (\(230\) г/л). За солоністю усі природні води поділяють на прісні (до \(1\) г/л), солонуваті (\(1\) – \(30\) г/л), морські (\(30\) – \(40\) г/л) і пересолені (понад \(40\) г/л).
Водне середовище має ряд специфічних особливостей, якими є висока густина, стабільніший температурний режим, низький вміст кисню, менша кількість світла та певний сольовий склад.
Біологія і екологія (рівень стандарту): підруч. для 11 кл. закл. заг. серед. освіти / В.І. Соболь. — Кам’янець-Подільський: Абетка, 2019. с. 30 – 31.
Розділ «Поняття про середовище існування»
Середовище існування (середовище проживання) – це сукупність умов, у яких мешкають особини, популяції та угруповання організмів різних видів. Середовище існування є частиною природи, що безпосередньо оточує організми і має на них прямий або непрямий вплив. Основними середовищами існування організмів на Землі є наземно-повітряне, водне, ґрунтове та живі організми.
Наземно-повітряне середовище існування – це найрізноманітніше за своїми умовами середовище існування. Провідна роль у ньому належить таким чинникам, як світло, температура, вологість і газовий склад атмосфери. Світло – це єдиний чинник, зміни якого ритмічні, і тому є основним сигнальним чинником, що зумовлює наявність в організмів сезонних і добових ритмів. Значення світла для різних організмів пов’язане з променями трьох ділянок спектру: ультрафіолетові промені (до 0,4 мкм; близько 10% енергії променів, що досягають земної поверхні), видиме світло (0,4-0,75 мкм; близько 45% від загальної кількості) та інфрачервоні промені (більше 0,75 мкм; близько 45% від загальної кількості). Температура впливає на швидкість процесів обміну речовин і визначає механізми терморегуляції. Значення вологості як екологічного чинника визначається біологічним значенням води. Гозовий склад атмосфери проявляє свій вплив на організми здебільшого через O2 та СO2.
Мешканці наземно-повітряного середовища існування
| За потребою світла | За потребою температури | За потребо вологості | За потребою кисню |
| 1. Світлолюбні. 2. Тінелюбні. 3. Тіневитривалі | 1. Холодолюбні. 2. Теплолюбні. 3. Холодостійкі | 1. Вологолюбні. 2. Сухолюбні. 3. Посухостійкі | 1. Аероби. 2. Анаероби |
Основними пристосуваннями організмів до існування в наземно-повітряному середовищі існування є:
• до дії світла – фотосинтез (використовуються видимі промені – особливо сині і червоні, які майже не затримуються атмосферою та водою і тому забезпечують проходження фотосинтезу і при похмурій погоді, і під шаром води), фотоперіодизм, фототропізми, фототаксиси, фотонастії, утворення вітаміну D, чорно-білий і кольоровий зір, нічні та денні тварини, використання комахами ультрафіолетових променів для орієнтування на місцевості, для сприйняття навколишнього;
• до дії температури – наявність у крові “біологічних антифризів” – речовин, які понижують точку замерзання і перешкоджають утворенню кристаликів льоду (глікопротеїди в арктичних риб); артеріо-венозні “теплообмінники” у птахів, водяних ссавців холодних вод; випаровування вологи через продихи, перехід до неактивного стану (зимовий спокій, сплячка, заціпеніння, діапауза), теплоізолюючі покриви і відкладання жирів, тремтіння (мікроскорочення м’язів) у тварин; “вільне” тканинне дихання, при якому випадає фаза утворення АТФ, і більша частина енергії одразу ж використовується у вигляді тепла; світловідбиваюча кутикула, форма, розміри, наявність волосків у листків.
• до вологи – проникнення кореневої системи на значну глибину, зменшення площі листків, видозміни листків, накопичення води у листках або стеблах, накопичення жирів, які при розщепленні дають воду, листопад, наявність покривів проти випаровування води та ін.
За вибагливістю до вологи розрізняють такі групи рослин:
| Гідатофіти | Гідрофіти | Гігрофіти | Мезофіти | Ксерофіти |
| Повністю або частково ростуть у воді | (Частково занурені у воду і ростуть по берегах | Ростуть в умовах підвищеної вологості | Ростуть в умо- 1 вах помірної вологості | Рослини посушливих місць |
| Елодея, ряска | Калюжниця, очерет | Рис, росичка | Конвалія, квасениця | Ковила, кактуси |
Водне середовище є найпостійнішим за своїми умовами середовищем існування, особливості якого: висока густина води, висока теплоємність, що обумовлює значно менші коливання температури, освітленість водойм зменшується зі збільшенням глибини, вода поглинає промені світла, у воді є розчинені солі, вміст цих солей впливає на надходження їх в організм, із збільшенням глибини концентрація кисню у воді знижується, при зануренні на кожні 10 м тиск зростає приблизно на 1 атмосферу, водні маси можуть пересуватися та ін.
Екологічні групи гідробіонтів
| Планктон | Бентос | Нектон | Перифітон |
| Мешкають у товщі води і нездатні до протидії течіям | Мешкають на поверхні та в товщі ґрунту водойм | Знаходяться в товщі води і здатні до протидії течіям | Мешкають на поверхні різних предметів у товщі води |
Проживання у водному середовищі забезпечують такі пристосування: у водяних тварин – забезпечення плавучості накопиченням жирів у клітинах і органах; наявність органів, які забезпечують активне переміщення; біолюмінесція у глибоководних тварин (вироблення світла за рахунок окиснення певних речовин), зяброве дихання у риб, зовнішнє запліднення, забарвлення тіла, наявність сольових залоз у морських птахів та ін.; у водяних рослин – збільшення поверхні тіла, посилений розвиток міжклітинників, інтенсивне вегетативне розмноженням ін.
Ґрунтове середовище
Ґрунт – верхній родючий шар земної кори. Ґрунт утворюється в результаті взаємодії багатьох чинників, із яких найбільш важливе значення мають: клімат (зумовлює фізичне і хімічне вивітрювання порід); материнська гірська порода; топографія; живі організми; час. Ґрунти мають три основних шари: верхній (гумусовий), середній (переробляються сполуки верхнього шару) і нижній (материнська порода). До складу ґрунту входять: 1) мінеральна основа (близько 50-60% – глина, мул, пісок, галька, гравій, валуни тощо); 2) органічна речовина – гумус (близько 10%); 3) повітря (15-25%); 4) вода (25-35%). Основними властивостями ґрунтує родючість (здатність постачати рослинам воду і поживні речовини), кислотність (за цією властивістю ґрунти поділяють на кислі, нейтральні та лужні), структурність (здатність утворювати грудочки різної форми і розмірів), поглинаюча здатність (здатність утримувати або зв’язувати хімічні сполуки; буває механічна, фізична, хімічна, фізико-хімічна, біологічна). Існують різні типи ґрунтів, що визначаються розмірами ґрунтових часток і вмістом органічної речовини (чорноземи).
Ґрунт як середовище існування характеризується такими особливостями: вода і повітря знаходяться в порожнинках між частками ґрунту; склад ґрунтового повітря відрізняється від атмосферного (вміст С02 в 10-100 разів вищий; а кисню – у декілька разів менший, ніж в атмосфері; відсутність впливу світла; вологість завжди вища, ніж повітря; невелика амплітуда добових і річних коливань температур та ін.
Мешканцями ґрунтів є ґрунтові бактерії, ґрунтові водорості, ґрунтові гриби та ґрунтові тварини з такими пристосуваннями до життя, як мінеральне живлення, активне прокладання ходів у ґрунті, розгалуженість тіла, зменшення його розмірів, тоненькі покриви тіла, вертикальні міграції, слабка пігментація тіла, гетеротрофний тип живлення тощо.