ПОВІТРЯНА ЕКОСИСТЕМА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДИ ТА ТВАРИНИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Антена екосистема складається з усіх біотичних (живих істот) і абіотичних (інертні елементами) чинників , які взаємодіють в тропосфері. У строгому розумінні це перехідна екосистема, оскільки жоден живий організм не завершує свій повний життєвий цикл у повітрі.

Основна абіотична характеристика повітряної екосистеми полягає в тому, що субстратом, в якому вона розвивається, є повітря. Це суміш газів і, отже, субстрат нижчої щільності, ніж наземний або водний.

Крани (Grus grus) в польоті в Іспанії. Джерело: Arturo de Frias Marques

З іншого боку, атмосфера - це простір, де відбуваються кліматичні процеси, особливо опадів, вітрів та штормів.

Незважаючи на те, що птахи переважають на відмінності у повітряному середовищі, є також комахи та літаючі ссавці. В інших групах тварин, таких як риби та плазуни, існують види, здатні плакати.

Так само рослини, які представляють анемофільне запилення (вітром), використовують повітряну екосистему як транспортний засіб для транспортування пилку. Так само багато рослин розсіюють свої плоди або насіння повітрям.

Загальна характеристика

Повітряні екосистеми утворюються переважно в нижній частині тропосфери, що є нижчим шаром атмосфери. Цей шар досягає товщини 16 км на екваторі та 7 км на полюсах через випинання із обертання землі.

Ці екосистеми, на відміну від наземних та водних, не мають постійного біотичного компонента. Тому жоден живий організм не завершує весь свій життєвий цикл у цій екосистемі і немає первинних виробників, тому він не є самодостатнім.

Повітряні екосистеми мають три загальні характеристики: субстратом є повітря, саме там розвиваються кліматичні явища, а жива складова є перехідною.

- Абіотичні компоненти

Серед абіотичних компонентів повітряної екосистеми - повітря, з газами, що його складають, та водяною парою, яка входить у нього. Крім того, у суспензії є велика кількість пилових частинок.

Повітря

Це компонент тропосфери (нижній шар атмосфери), безпосередньо контактуючи з земною поверхнею. Повітря складається в основному з 78,08% азоту і близько 21% кисню, плюс CO2 (0,035%) та інертних газів (аргон, неон).

Щільність

Щільність повітря зменшується з висотою і температурою, що присвоює важливу диференціальну характеристику між повітряними екосистемами. Таким чином, у високогірських районах повітря буде менш густим порівняно з районами на рівні моря.

Так само повітряні маси над пустельними районами вдень зменшують щільність (високі температури) і вночі збільшують їх щільність (низька температура).

Температура

Тропосфера нагрівається знизу вгору, тому що повітря, як правило, невидиме для ультрафіолетового випромінювання від Сонця. Це випромінювання потрапляє на земну поверхню і нагріває її, внаслідок чого вона випромінює інфрачервоне випромінювання або тепло.

Частина випромінювання потрапляє у космос, інша утримується парниковим впливом деяких газів в атмосферу (СО2, водяна пара).

Температура повітря менш стабільна, ніж температура суші та води, змінюється залежно від течії та висоти вітру. У міру зростання тропосфери температура знижується зі швидкістю 6,5 ºC / км. У верхній частині тропосфери (тропопауза) температура падає до -55 ºC.

Вологість

У рамках водного кругообігу у фазі його випаротранспірації вода в газоподібному стані або водяна пара потрапляють в атмосферу. Кількість водяної пари в повітрі (відносна вологість) є важливою характеристикою різних повітряних екосистем.

Повітря в районах пустелі має відносну вологість близько 20% опівдні та 80% вночі. Перебуваючи у повітрі в тропічному дощовому лісі вологість повітря 58-65% виявляється опівдні та 92-86% рано вранці.

Вітри

Повітряні течії. Джерело: Оригінальним завантажувачем була Елліва з голландської Вікіпедії.

Різниці в температурі, викликані рухами Землі по відношенню до Сонця, породжують різницю атмосферного тиску між регіонами. Це призводить до того, що повітряні маси переміщуються з областей високого тиску в низькі, створюючи вітри.

Дощі та бурі

Тропосфера - це область кліматологічних явищ, включаючи скупчення хмар води. Вода, що випаровується, піднімається разом з масами гарячого повітря і, коли охолоджується, конденсується навколо частинок у суспензії, утворюючи хмари. Коли навантаження конденсованої води досягне критичної точки, відбувається дощ.

Бурі, урагани, смерчі

Ще одне порушення, яке впливає на повітряну екосистему - це бурі, які в деяких випадках стають ураганами з сильним вітром та проливними дощами. Бурі - це метеорологічні явища, які трапляються, коли дві повітряні маси з різною температурою стикаються один з одним.

В інших випадках утворюються торнадо, що представляють собою колони повітря, що обертаються з дуже високою швидкістю, вершина яких контактує із землею.

Частинки пилу

Ще один абіотичний компонент повітряної екосистеми - це пил (дрібні матеріальні частинки у суспензії). Вітри та випаровування тягнуть частинки з поверхні землі та водойм у тропосферу.

Сахарський пил. Джерело: Банк геологічних зображень

Наприклад, щороку хмара пилу з африканських пустель щороку переміщується до Америки. Йдеться про сотні мільйонів тонн пилу, які перетинають Атлантичний океан і відкладаються в різних місцях Америки.

Концентрація пилу з Сахари в деяких частинах Америки може досягати від 30 до 50 мкг на кубічний метр.

- Біотичні компоненти

Як зазначалося, немає жодної живої істоти, яка б завершила весь свій біологічний цикл в повітряній екосистемі. Однак виявлено наявність великого різноманіття наземних та морських мікроорганізмів у тропосфері.

Бактерії, грибки та віруси

У зразках повітря, взяті літаками NASA, виявлено суспендовані бактерії, грибкові спори та віруси. У цьому сенсі проводяться дослідження, щоб визначити, чи здатні деякі види бактерій виконувати метаболічні функції в цьому середовищі.

Бактерія. Джерело: NIAID

Бактерії вивозяться з морської поверхні або переносяться разом із сухопутним пилом вітрами та піднімаються гарячими повітряними масами. Ці бактерії живуть у пилових частинках і зважених крапель води.

Пилок і спори

Інші живі компоненти, які проходять через повітряну екосистему, - це пилкові зерна та спори. Сперматофіти (насінні рослини) здійснюють своє статеве розмноження шляхом злиття пилкового зерна та яйцеклітини.

Пилок зерна. Джерело: Електронний мікроскопний коледж Дартмутського коледжу

Щоб це сталося, пилкове зерно (чоловіча гамета) повинне подорожувати до яйцеклітини (жіночої гамети). Цей процес відбувається або вітром, тваринами або водою.

У випадках запилення вітром (анемофільні) або літаючими тваринами (зооїдіофільні) пилок стає перехідною частиною повітряної екосистеми. Те саме відбувається і зі спорами, що складають структуру розмноження папоротей та інших безсеменних рослин.

Тварини

Існує велика кількість тварин, які пристосувались до виходу в повітряну екосистему. Серед них літаючі птахи, літаючі комахи, літаючі ссавці, літаючі плазуни і навіть літаючі риби.

Типи повітряних екосистем

Підходи до повітряного середовища як екосистеми обмежені, і в цьому сенсі немає класифікацій, які б диференціювали типи повітряних екосистем. Однак у контексті тропосфери існують відмінності між регіонами, як у широтному та поздовжньому сенсах, так і вертикально.

Широке районування

Повітряна екосистема змінюється по висоті, тиску і температурі між екватором і полюсами. Так само вона змінюється в залежності від того, чи стовп повітря над сушею або над морем.

Тому живі істоти, які проходять через повітряну екосистему, змінюються залежно від регіону, де знаходиться повітряна колона.

Вертикальне районування

Коли ви піднімаєтесь у тропосферу, абіотичні умови повітряної екосистеми також змінюються; температура знижується, як і густина повітря. У перші 5000 метрів над рівнем моря повітряна екосистема має напад птахів та деяких комах.

Зі свого боку, решта тварин взаємодіють лише в цій екосистемі на висоті деревних навісів. Крім того, бактерії та грибкові спори містяться в повітряній екосистемі понад 5000 мас.

У той же час проявляється територіальне районування, виявляючи, що види сухопутних бактерій переважають на суші, а морські бактерії в морі.

Тварини повітряної екосистеми

Існують різноманітні групи тварин, здатні літати або принаймні плакати, щоб здійснити виїзд через повітря. Хоча деякі можуть залишатися літаючими до місяця, всі мають у якийсь момент залишити цю екосистему для живлення, відпочинку або відтворення.

- Птахи

У світі налічується близько 18 000 видів птахів, більшість з яких здатні літати. Птахи не тільки рухаються повітрям, багато полюють на здобич у польоті і навіть виконують частину свого репродуктивного циклу.

Кінг Свіфт (

Цей вид здатний залишатися в польоті місяцями, і згідно з проведеним дослідженням, він може перебувати у повітрі до 200 безперервних днів.

Кінг Свіфт (Tachymarptis melba) в польоті. Джерело: Спостереження за Барселоною

Продовжуються дослідження, щоб визначити, як цій птиці вдається залишатися у повітрі так довго, і особливо, якщо вона здатна спати в польоті. Королю стрімко не потрібно припиняти їсти, оскільки він харчується комахами, яких він ловить в середині польоту.

Альбатрос (Diomedeidae)

Альбатрос. Джерело: Данкан Райт

Вони - це сім'я морських птахів, дуже ефективна в плавзаході, яка широко поширена по всьому світу. Серед його видів - мандрівний або блукаючий альбатрос (Diomedea exulans), який досягає середнього розмаху крил 3 м.

Сіроглаві альбатроси (Thalassarche chrysostoma) летять 950 км на день з півдня Грузії, обходячи Антарктиду. Ці птахи потребують 46 днів, щоб завершити свою подорож.

- Комахи

Комахи - це найбільша група тварин, яка існує як за видами, так і за чисельністю популяції. Багато видів комах літають, включаючи бджіл, осів, мух, комарів, жуків, омарів та ін.

Бджола (Антофіла)

Бджола, що відвідує квітку (Джерело: pixabay.com/)

Бджоли високо цінують комах через їх вироблення меду та їх роль у запиленні рослин. Найпоширеніший вид у галузі бджільництва (виробництво меду) - це медоносні рослини Apis.

Вони є соціальними комахами, а працівники здійснюють постійні подорожі на великі відстані, шукаючи пилок та нектар. Види бджіл мають різну дальність польоту, тобто максимальну відстань, з якої їм вдається повернутися до свого гнізда.

У Melipona sp. Максимальна зафіксована відстань становить 2,1 км, тоді як для Bombus terrestris - 9,8 км, а для Апіс-Мелліфера - 13,5 км. Однак максимальний зареєстрований 23 км, досягнутий видом Euplusia surinamensis.

Омар (Acrididae)

Це сімейство комах включає близько 7000 мігруючих видів, які з часом утворюють величезні популяції та стають шкідниками. Вони проїжджають багато кілометрів великими роями, пожираючи врожаї та інші рослини, які вони знаходять на своєму шляху.

- Ссавці

Серед ссавців, які потрапляють в повітряну екосистему, виділяються кажани (Chiroptera). Це єдині ссавці, які виконують активний політ (з поштовхом своїх крил).

Є й інші пасивні літаючі або ковзаючі ссавці, такі як сибірська літаюча білка (Pteromys volans) або центральноамериканська білка (Glaucomys volans).

Серед гризунів також є планери, такі як у роду Idiurus та в інших групах, таких як дермоптера або colugos (плацентарні ссавці) та петавриди (сумчасті).

- Рептилії

Деякі азіатські види, які виробили здатність швидко бігти через повітряну екосистему. Вони роблять це, вистрибуючи з дерев і сплющуючи їхнє тіло вдвічі більше їх нормальної ширини, і їм вдається скотитися навіть краще, ніж літаючі білки.

- Риби

Існує група так званих літаючих риб (Exocoetidae), здатних тимчасово потрапити в повітряну екосистему, щоб втекти від своїх хижаків. Це приблизно 70 видів, які мають адекватні хвостові плавники, щоб вивести їх з води.

Летюча риба (мейлорус чолопогон). Джерело: Патрік Монета (Patrick Coin)

З цього моменту ці риби можуть проплисти відстань близько 50 м, досягаючи швидкості до 60 км / год. Ця здатність ковзати завдяки їх незвичайно великим грудним плавникам.

Список літератури

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Енциклопедія екології та екологічного менеджменту.
2. Greensmith, A. (1994). Птахи світу. Видання «Омега».
3. Ludwig-Jiménez, LP (2006). Спостереження за діапазоном польотів Bombus atratus (Hymenoptera: Apidae) у міських умовах. Колумбійська біологічна карта.
4. Lutgens, FK, Tarbuck, EJ, Herman, R. and Tasa, DG (2018). Атмосфера. Вступ до метеорології.
5. Маргалеф, Р. (1974). Екологія. Видання «Омега».
6. Purves, WK, Sadava, D., Orians, GH та Heller, HC (2001). Життя. Наука про біологію.