Организм и среда

Взаимоотношения организма и среды в геологическом прошлом являются предметом палеоэкологии. Все организмы на Земле груп­пируются в сообщества, которые называются биоценозами. Иными словами, биоценоз — это комплекс организмов, живущих совместно при определенных факторах среды. В результате сложных взаимоотношений между организмами и средой создается подвижная само­регулирующаяся система, которую академик В.Н. Сукачев, извест­ный советский ботаник, предложил назвать геобиоценозом. Таким, об­разом, биоценоз представляет собой единицу биосферы Земли. Каж­дый организм, входящий в состав биоценоза, занимает определенную кологическую нишу, т.е. определенное место в окружающей среде. Территория, на которой развит биоценоз, называется биотопом. Орга­низмы, образующие биоценоз, по-разному реагируют на изменения условий среды - солености, температуры, давления и т.д. Они могут гуществовать либо в широком диапазоне изменяющихся условий, либо в строго заданных рамках. В зависимости от этого выделяются определенные группы:

Фактор Организм

Глубина бассейна эврибатный, стенобатный

Соленость эвригалинный, стеногалинный

Температура эвритермный, стенотермный

В первом случае прибавляется приставка эври (греч. eurys - широ­кий), во втором — приставка стено (греч. stenos - узкий). Например, стеногалинные организмы — это те, которые не переносят изменения солености и т.п. Если для существования организма предпочтителен какой-то определенный фактор, то добавляется суффикс — фильный (от греч. fileo — люблю) или фобный (от греч. fobos - страх).

Условия обитания животных на суше. Пространства суши занима­ют около трети поверхности нашей планеты. Условия жизни на суше крайне разнообразны. Распределение жизненных форм зависит здесь главным образом от климата. На суше обитают многие растения (по­давляющее большинство), позвоночные животные (в том числе мно­жество высших позвоночных), многие типы и классы беспозвоноч­ных, о которых подробно будет рассказано далее. К беспозвоночным, живущим на суше, относятся черви, насекомые, легочные брюхоногие моллюски и т.д. К жизни в пресноводных водоемах приспособились некоторые губки, гидроидные полипы, двустворчатые и брюхоногие моллюски.

Температура окружающей среды обусловливает скорость индивидуального развития, продолжительность жизни. На суше температура резко колеблется, и у животных вырабатываются определенные приспособления, помогающие избегать губительного влияния как повышения, так и понижения температур. У многих животных тем­пература тела связана с температурой среды; это холоднокровные животные — рыбы, земноводные, пресмыкающиеся. Только тепло­кровные животные — птицы и млекопитающие - обладают постоян­ной температурой тела. Для сохранения влаги в теле животные имеют различные приспособления.

Растения суши также могут служить показателями климатичес­ких условий (температура, влажность). Первая позднесилурийская наземная растительность была влаго- и теплолюбивой, затем она пе­рекочевала в более сухие и холодные участки суши.

Распределение жизни в Мировом океане. Для решения проблем геологии ископаемые морские животные имеют основное значение, поэтому следует несколько подробнее остановиться на характерис­тике Мирового океана.

Вблизи берегов континентов отчетливо выражена относительно ровная поверхность дна мелководья, окаймляющая край континен­та. Это материковая, отмель, или шельф. Резким перегибом профи­ля шельф отделяется от зоны дна с крупными уклонами — материкового склона. Материковый склон заканчивается на глубине око­ло 4000м, а ниже до глубины 4000 м простирается наклонная рав­нина, или материковое, подножье, которое сменяется ложем Миро­вого океана. Последнее отделяется от материкового подножья узкой впадиной — глубоководным желобом.

Рельеф океанического ложа очень неровный. Он состоит из круп­ных понижений (котловин) и поднятий (хребтов и возвышенностей). Вершины подводных хребтов могут подниматься над уровнем океа­на в виде островов. В срединной части Атлантического, Индийского и Ледовитого океанов выделяются крупные широкие поднятия дна с сильно расчлененным рельефом — это срединные океанические хребты (в Тихом океане хребет смещен в стороны американского конти­нента, поэтому уже не является собственно срединным).

Таким образом, дно Мирового океана четко делится на следующие зоны: 1) материковая отмель (шельф), материковый склон и мате­риковое подножье, образующие в совокупности подводную окраи­ну материка; 2) переходная зона — это островные дуги и глубоковод­ные желоба; 3) ложе океана — комплекс океанических котловин и поднятий; 4) срединно-океанические хребты.

В толще вод Мирового океана и на поверхности его сложно рас­члененного дна обитает множество животных и растений. В настоя­щее время в океане насчитывается более 160 тыс. видов рыб, 15 тыс. видов одноклеточных и простейших, 5 тыс. видов губок, 9 тыс. ви­дов кишечнополостных, 7 тыс. видов червей, более 100 тыс. видов змей, черепах, млекопитающих (китообразных и ластоногих) и т.д. Среди растений главнейшими являются водоросли. С океаном связа­на жизнь множества птиц.

Все разнообразие фауны и флоры Мирового океана по образу жиз­ни делится на три группы: планктон, нектон, бентос (рис. 2). Планк­тону принадлежит самая значительная группа организмов: она слага­ется микроскопическими растительными и животными организмами, свободно переносимыми током воды. Растительный планктон называется фитопланктоном. Он создает основную массу органического вещества — это продуцент океана. К фитопланктону относятся одно­клеточные водоросли. Максимальная глубина его распространения — 100 м.

Зоопланктон питается, фитопланктоном, т.е. принадлежит к груп­пе консументов, потребителей органического вещества. Среди зоопланк­тона много микроскопических рачков, червей, медуз и других живот­ных. В планктонный биоценоз входят также икра и личинки некото­рых рыб, личинки губок, кишечнополостных, моллюсков, иглокожих. Личинки кораллов ведут планктонный образ жизни от 4 до 23 сут., иглокожих от 30 до 60 сут. и т.д. Зоопланктон, в отличие от фито­планктона, может активно плавать, однако, это активное перемеще­ние осуществляется лишь на небольшие расстояния. Он способен так­же к вертикальным передвижениям в толще океанических вод. Морские течения переносят планктонные организмы на значительные расстояния.

Группа активно плавающих животных объединяется под названием нектона: это рыбы, китообразные, кальмара и осьминоги, морские змеи и некоторые птицы (пингвины).

Рис. 2. Схема строения дна океана и распределения морских организмов: 1 - гранитный слой; 2 - базальтовый слой; 3 - осадочные породы; 4 — современные рыхлые осадки; 5 — бентос (а — прикрепленный, б — подвижный) ; 6 — фито и зоопланктон; 7 — нектон; 8 — глубоководный желоб; I—III— зоны: /— хорошей освещенности, //— сумеречная, ///— полного мрака

К группе бентоса относятся обитатели дна океана. Способы жиз­ни бентоса разнообразны. Одни бентосные организмы способны передвигаться по дну (многие членистоногие, моллюски, морские ежи, звезды и т.д.), другие ведут прикрепленный образ жизни (кораллы, мшанки, плеченогие, губки, водоросли).

Как же распределяются эти группы организмов в толще вод океа­на? Бентосные организмы как в прошлом, так и ныне, приурочены в основном к материковой отмели, или шельфу, т.е. обитают на глу­бине от 0 до 200 м (см. рис. 2). Материковый склон и материковое подножие, которым соответствует батиальная область, или батиаль (от 200 до 3000 м), бедны бентосом. Исследования океанов, прово­димые в последние десятилетия, показали, что значительное количест­во современного бентоса приурочено к глубоководным желобам (~ 6000 м), или к ультраабиссали. Это губки, одиночные кораллы двустворчатые и брюхоногие моллюски, некоторые ракообразные и иглокожие (морские лилии, морские звезды, змеехвостки и т.д.). Интересно отметить, что в бентосе ультраабиссали отсутствуют водо­росли. Условия жизни в абиссальной и ультраабиссальной областях очень своеобразны: обитатели этих зон океана приспособлены к отсут­ствию света, высоким давлениям и довольно низким концентрациям органического вещества. Ископаемые обитатели ультраабиссали пока не известны.

Вся толща вод Мирового океана получила название пелагиали. Здесь обитают планктонные и нектонные организмы. В зависимости от тем­пературы поверхностных слоев воды выделяются тропическая, или экваториальная область, к которой с ^севера прилегает бореальная об­ласть, а с юга - нотальная. У северного полюса находится арктическая область, у южного - антарктическая.

Особо следует остановиться на органическом мире островов и его особенностях. Типичные океанические острова расположены в цен-i тральных частях океана. Они имеют вулканическое происхождение (острова западной части Тихого океана). Нередко, привлеченные повышенным тепловым потоком, на склонах вулканического острова поселяются организмы, образующие кольцевой риф, или атолл.

Материковые острова расположены вблизи континентов и по гео­логическому строению тесно связаны с ними. Некоторые из них "от­кололись" от континента в результате тектонических движений (Ма­дагаскар, Шри-Ланка, Новая Земля, архипелаг Северной Земли). В этом случае растительный и животный мир постепенно обедняется. Океанические острова и островные дуги заселяются через океа­нические пространства. Способы "доставки" растений и животных на вулканические острова разнообразны: это морские и воздушные те­чения, штормы и ураганы, "собственное активное передвижение", а в антропогене — деятельность человека.