ВОЗДУШНАЯ ЭКОСИСТЕМА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДЫ И ЖИВОТНЫЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

Антенна экосистема состоит из всех биотических (живых существ) и абиотических (инертны элементами) факторов , которые взаимодействуют в тропосфере. В строгом смысле это переходная экосистема, поскольку ни один живой организм не завершает свой полный жизненный цикл в воздухе.

Основная абиотическая характеристика воздушной экосистемы состоит в том, что субстратом, в котором она развивается, является воздух. Это смесь газов и, следовательно, субстрат с меньшей плотностью, чем наземный или водный.

Журавли (Grus grus) в полете в Испании. Источник: Артуро де Фриас Маркес

С другой стороны, атмосфера - это пространство, в котором происходят климатические процессы, особенно осадки, ветры и штормы.

Хотя в воздушной среде преобладают преимущественно птицы, существуют также насекомые и летающие млекопитающие. Среди других групп животных, таких как рыбы и рептилии, есть виды, способные к планирующему полету.

Точно так же растения, которые представляют анемофильное опыление (ветром), используют воздушную экосистему в качестве транспортного средства для транспортировки пыльцы. Точно так же многие растения распространяют свои плоды или семена по воздуху.

Общие характеристики

Воздушные экосистемы формируются в основном в нижней части тропосферы - нижнем слое атмосферы. Этот слой достигает толщины 16 км на экваторе и 7 км на полюсах из-за выпучивания из-за вращения Земли.

Эти экосистемы, в отличие от наземных и водных, не имеют постоянного биотического компонента. Следовательно, ни один живой организм в этой экосистеме не завершает весь свой жизненный цикл, и нет первичных продуцентов, поэтому он не является самодостаточным.

Воздушные экосистемы обладают тремя общими характеристиками: субстрат - воздух, здесь развиваются климатические явления, и живая составляющая является переходной.

- Абиотические компоненты

К абиотическим компонентам воздушной экосистемы относится воздух с составляющими его газами и содержащимся в нем водяным паром. Кроме того, во взвешенном состоянии находится большое количество пылевых частиц.

Воздух

Это компонент тропосферы (нижний слой атмосферы), непосредственно контактирующий с земной поверхностью. Воздух в основном состоит из 78,08% азота и около 21% кислорода, а также CO2 (0,035%) и инертных газов (аргон, неон).

плотность

Плотность воздуха уменьшается с высотой и температурой, что определяет важную дифференциальную характеристику между воздушными экосистемами. Таким образом, в высокогорных районах воздух будет менее плотным по сравнению с районами на уровне моря.

Аналогичным образом, воздушные массы над пустынными территориями уменьшаются в плотности в течение дня (высокие температуры) и увеличиваются в их плотности ночью (низкие температуры).

температура

Тропосфера нагревается снизу вверх, потому что воздух, как правило, невидим для ультрафиолетового излучения Солнца. Это излучение попадает на поверхность Земли и нагревает ее, заставляя ее излучать инфракрасное излучение или тепло.

Часть излучения уходит в космическое пространство, другая задерживается парниковым эффектом некоторых газов в атмосфере (CO2, водяной пар).

Температура воздуха менее стабильна, чем температура земли и воды, и меняется в зависимости от направления ветра и высоты. По мере подъема тропосферы температура понижается со скоростью 6,5 ºC / км. В верхней части тропосферы (тропопауза) температура опускается до -55 ºC.

влажность

В рамках круговорота воды в фазе эвапотранспирации вода в газообразном состоянии или водяной пар попадает в атмосферу. Количество водяного пара, присутствующего в воздухе (относительная влажность), является важной характеристикой различных воздушных экосистем.

Воздух в пустынных районах имеет относительную влажность около 20% в полдень и 80% ночью. В воздухе влажных тропических лесов в полдень наблюдается влажность 58-65%, а ранним утром - 92-86%.

Ветры

Воздушные потоки. Источник: Первоначально загрузчиком была Эллива из голландской Википедии.

Разница в температуре, вызванная движением Земли по отношению к Солнцу, порождает различия в атмосферном давлении между регионами. Это заставляет воздушные массы перемещаться из областей с высоким давлением в области с низким давлением, создавая ветры.

Дожди и штормы

Тропосфера - это область климатологических явлений, в том числе скопления облаков водяного пара. Испаренная вода поднимается с массами горячего воздуха и по мере охлаждения конденсируется вокруг частиц во взвешенном состоянии, образуя облака. Когда нагрузка конденсированной воды достигает критической точки, начинается дождь.

Штормы, ураганы, торнадо

Еще одно нарушение, влияющее на воздушную экосистему, - это штормы, которые в некоторых случаях переходят в ураганы с сильными ветрами и проливными дождями. Штормы - это метеорологические явления, которые происходят, когда две воздушные массы с разными температурами сталкиваются друг с другом.

В других случаях образуются торнадо - столбы воздуха, вращающиеся с очень высокой скоростью, вершина которых соприкасается с землей.

Частицы пыли

Другой абиотический компонент воздушной экосистемы - пыль (мелкие частицы материала во взвешенном состоянии). Ветры и испарение увлекают частицы с поверхности земли и водоемов в тропосферу.

Сахарская пыль. Источник: Geological Image Bank

Например, ежегодно облако пыли из африканских пустынь перемещается ежегодно в Америку. Это около сотен миллионов тонн пыли, пересекающих Атлантический океан и оседающих в разных местах Америки.

Концентрация пыли из Сахары в некоторых частях Америки может достигать от 30 до 50 микрограммов на кубический метр.

- Биотические компоненты

Как уже отмечалось, в воздушной экосистеме нет живого существа, которое завершает полный свой биологический цикл. Однако обнаружено присутствие в тропосфере большого разнообразия наземных и морских микроорганизмов.

Бактерии, грибы и вирусы

Взвешенные бактерии, споры грибов и вирусы были обнаружены в пробах воздуха, взятых самолетами НАСА. В этом смысле проводятся исследования, чтобы определить, способны ли некоторые виды бактерий выполнять метаболические функции в этой среде.

Бактерия. Источник: NIAID

Бактерии уносятся с поверхности моря или вместе с земной пылью ветрами и поднимающимися массами горячего воздуха. Эти бактерии живут в частицах пыли и взвешенных каплях воды.

Пыльца и споры

Другие живые компоненты, которые проходят через воздушную экосистему, - это пыльцевые зерна и споры. Сперматофиты (семенные растения) осуществляют половое размножение за счет слияния пыльцевого зерна и семяпочки.

Пыльцевые зерна. Источник: Центр электронного микроскопа Дартмутского колледжа.

Чтобы это произошло, пыльцевое зерно (мужская гамета) должно попасть в яйцеклетку (женская гамета). Этот процесс происходит либо ветром, либо животными, либо водой.

В случаях опыления ветром (анемофил) или летающими животными (зооидиофилл) пыльца становится преходящей частью воздушной экосистемы. То же самое происходит со спорами, которые составляют структуру размножения папоротников и других бессемянных растений.

животные

Существует большое количество животных, которые адаптировались для проникновения в воздушную экосистему. Среди них летающие птицы, летающие насекомые, летающие млекопитающие, летающие рептилии и даже летучие рыбы.

Типы воздушных экосистем

Подходы к воздушной среде как экосистеме немногочисленны, и в этом смысле не существует классификаций, которые бы различали типы воздушных экосистем. Однако в контексте тропосферы между регионами существуют различия как в широтном и долготном смысле, так и в вертикальном.

Широтное зонирование

Воздушная экосистема варьируется по высоте, давлению и температуре между экватором и полюсами. Точно так же он меняется в зависимости от того, находится ли столб воздуха над сушей или над морем.

Следовательно, живые существа, которые проходят через воздушную экосистему, различаются в зависимости от региона, где расположен столб воздуха.

Вертикальное зонирование

По мере того, как вы поднимаетесь в тропосфере, абиотические условия воздушной экосистемы также меняются; температура уменьшается, как и плотность воздуха. На высоте первых 5000 метров над уровнем моря в воздушную экосистему вторгаются птицы и некоторые насекомые.

Со своей стороны, остальные животные взаимодействуют в этой экосистеме только на высоте кроны деревьев. Кроме того, бактерии и споры грибов встречаются в воздушной экосистеме на высоте более 5000 м над уровнем моря.

В то же время проявляется территориальное зонирование, обнаруживающее, что виды наземных бактерий преобладают на суше, а морские бактерии - на море.

Животные воздушной экосистемы

Существуют различные группы животных, способных летать или, по крайней мере, планировать, чтобы путешествовать по воздуху. Хотя некоторые из них могут летать до месяцев, все в какой-то момент должны покинуть эту экосистему, чтобы кормиться, отдыхать или размножаться.

- птицы

В мире около 18 000 видов птиц, большинство из которых способно летать. Птицы не только перемещаются по воздуху, многие охотятся на добычу в полете и даже выполняют часть своего репродуктивного цикла.

Король Свифт (

Этот вид может оставаться в полете в течение нескольких месяцев, и, согласно проведенным исследованиям, он может оставаться в воздухе до 200 дней подряд.

Король Свифт (Tachymarptis melba) в полете. Источник: Birdwatching Barcelona

Исследования продолжаются, чтобы определить, как этой птице удается так долго оставаться в воздухе, и особенно если она способна спать в полете. Королевскому стрижу не нужно останавливаться, чтобы поесть, так как он питается насекомыми, которых ловит в середине полета.

Альбатрос (Diomedeidae)

Альбатрос. Источник: Дункан Райт

Это семейство морских птиц, очень эффективных в планирующем полете, которое широко распространено во всем мире. Среди его видов - странствующий или странствующий альбатрос (Diomedea exulans), средний размах крыльев которого составляет 3 метра.

Седоголовые альбатросы (Thalassarche chrysostoma) летают на 950 км в день из южной Грузии, кружа над Антарктидой. Этим птицам требуется 46 дней, чтобы завершить свое путешествие.

- насекомые

Насекомые - самая крупная существующая группа животных как по видам, так и по размеру популяции. Летят многие виды насекомых, в том числе пчелы, осы, мухи, комары, жуки, лобстеры и другие.

Пчела (Anthophila)

Пчела в гостях у цветка (Источник: pixabay.com/)

Пчелы - очень ценные насекомые из-за их производства меда и их роли в опылении растений. Самый распространенный вид в пчеловодстве (производство меда) - это Apis mellifera.

Это социальные насекомые, и рабочие совершают постоянные путешествия на большие расстояния в поисках пыльцы и нектара. У видов пчел разная дальность полета, то есть максимальное расстояние, с которого им удается вернуться в свое гнездо.

В Melipona sp. максимальное зарегистрированное расстояние составляет 2,1 км, в то время как для Bombus terrestris оно составляет 9,8 км, а для Apis mellifera - 13,5 км. Однако зарегистрированный максимум - 23 км, достигнутый видом Euplusia surinamensis.

Лобстер (Acrididae)

Это семейство насекомых включает около 7000 мигрирующих видов, которые со временем образуют огромные популяции и становятся вредителями. Они путешествуют на многие километры большими стаями, пожирая урожай и другие растения, встречающиеся на своем пути.

- Млекопитающие

Среди млекопитающих, попадающих в воздушную экосистему, выделяются летучие мыши (Chiroptera). Это единственные млекопитающие, которые совершают активный полет (взмахом крыльев).

Есть и другие пассивные летающие или планирующие млекопитающие, такие как сибирская белка-летяга (Pteromys volans) или центральноамериканская белка (Glaucomys volans).

Среди грызунов есть также планеры, например, из рода Idiurus, а также из других групп, таких как dermoptera или colugos (плацентарные млекопитающие) и петавриды (сумчатые).

- Рептилии

Некоторые азиатские виды, развившие способность к быстрому бегству через воздушную экосистему. Они делают это, прыгая с деревьев и расплющивая свое тело в два раза больше нормальной ширины, и им удается скользить даже лучше, чем белки-летяги.

- Рыбы

Есть группа так называемых летучих рыб (Exocoetidae), способных временно проникать в воздушную экосистему, чтобы спастись от своих хищников. Это около 70 видов, у которых есть хвостовые плавники, способные вытолкнуть их из воды.

Летучая рыба (Cheilopogon melanurus). Источник: Патрик Коин (Patrick Coin)

С помощью этого импульса эти рыбы могут скользить на расстояние около 50 м, достигая скорости до 60 км / ч. Эта способность скользить благодаря их необычно большим грудным плавникам.

Ссылки

1. Калоу, П. (ред.) (1998). Энциклопедия экологии и природопользования.
2. Гринсмит, А. (1994). Птицы мира. Издания Омега.
3. Людвиг-Хименес, LP (2006). Наблюдение за дальностью полета Bombus atratus (Hymenoptera: Apidae) в городских условиях. Колумбийские биологические записи.
4. Lutgens, FK, Tarbuck, EJ, Herman, R. и Tasa, DG (2018). Атмосфера. Введение в метеорологию.
5. Маргалеф, Р. (1974). Экология. Издания Омега.
6. Purves, WK, Sadava, D., Orians, GH и Heller, HC (2001). Жизнь. Наука биология.