§43. Животные – обитатели наземно-воздушной среды. Живой организм как среда обитания животных

Определения и обозначения

Наземно-воздушная среда — условия обитания животных на поверхности суши и в атмосфере. В отличие от воды, воздух имеет малую плотность и почти не поддерживает тело, а температура и влажность здесь могут сильно меняться. Животным приходится выдерживать действие силы тяжести и находить способы не пересыхать. Понимание этих условий помогает объяснить, почему животные суши устроены по-разному.

Адаптация — признак или свойство организма, повышающее его выживание в определённых условиях среды. Это может быть особенность строения, поведения или работы органов. Например, плотный покров уменьшает потерю воды, а конечности помогают передвигаться по суше. Понятие адаптации позволяет связать конкретную особенность животного с условиями его жизни.

Организм-хозяин — живой организм, на котором или внутри которого обитает другой организм. Хозяин может давать обитателю пищу, укрытие и место для размножения. Однако он не просто неживое убежище: его тело живёт и способно защищаться. Поэтому обитателю приходится приспосабливаться и к условиям хозяина, и к его защитным реакциям.

Паразитизм — форма взаимоотношений, при которой один организм получает пользу, используя организм-хозяина и причиняя ему вред. Паразит получает от хозяина ресурсы или место для жизни, а хозяин несёт ущерб. Это отличает паразитизм от простого обитания рядом или на поверхности другого организма. Определение помогает оценивать отношения по их последствиям для обоих участников.

Как это устроено

Воздух намного менее плотный, чем вода, поэтому он почти не поддерживает тело животного. На суше тело приходится удерживать над поверхностью, а при движении преодолевать действие силы тяжести. Кроме того, воздух не сглаживает изменения температуры так хорошо, как вода, и влажность может быстро снижаться. Поэтому наземная среда требует от животных опоры, защиты от перегрева и охлаждения, а также способов уменьшать потерю воды.

Строение животных зависит от того, как именно они передвигаются и где находят пищу. Конечности помогают ходить, бегать, прыгать или лазать, а крылья позволяют некоторым животным перемещаться в воздухе. Опорные части тела нужны, потому что воздух не удерживает организм, как вода. Для получения кислорода многие наземные животные используют органы воздушного дыхания, например лёгкие или трахеи; дождевой червь может дышать через влажную поверхность тела.

На суше вода необходима для работы организма, но доступна не всегда, а с поверхности тела она испаряется. Поэтому покровы помогают удерживать влагу: у разных животных эту роль выполняют, например, кожа или наружный хитиновый покров. Животные также могут прятаться от жары, жить в норах или быть активными в более прохладное время. Уменьшить потери позволяет и выделение более концентрированных отходов, при котором организму нужно меньше воды.

Живой организм может стать средой обитания, потому что предлагает другим организмам пищу, убежище и место для размножения. Внутри хозяина условия порой стабильнее, чем на открытой суше: там меньше резких колебаний температуры и нет необходимости искать отдельное укрытие. Но хозяин — живое существо, а не пассивное жилище. Он может мешать обитателю защитными реакциями или удалять его, поэтому жизнь в таком пространстве требует особых приспособлений.

Паразитам помогают удерживаться на теле хозяина или внутри него специальные органы прикрепления, например присоски и крючья. Их покровы могут защищать от неблагоприятных условий, а строение позволяет получать пищу из организма хозяина. У ряда паразитов упрощены некоторые органы, зато образуется большое количество яиц или личинок — так повышается вероятность продолжить жизнь. Для хозяина паразитизм означает вред: паразит отбирает ресурсы, повреждает ткани или нарушает работу органов.

Сравнение наземно-воздушной среды и живого организма как среды обитания

Сравнивайте среды по строкам: так легче увидеть, какие условия создают трудности и какие приспособления помогают их преодолеть. Живой организм может быть более защищённым и богатым пищей местом, чем открытая суша, но обитатель зависит от хозяина и сталкивается с его защитой. Примеры приспособлений в таблице не означают, что все животные одной среды устроены одинаково.

Разбор задач

Особенности среды для дождевого червя, птицы и насекомого

Условие: назвать особенности наземно-воздушной среды, к которым должны быть приспособлены дождевой червь, птица и насекомое. Нужно учесть, что животные могут жить в разных местах суши и использовать разные способы передвижения. Поэтому сначала выделим общие трудности среды, а затем соотнесём их с каждым животным. Не следует ожидать, что у всех трёх будут одинаковые органы и покровы.

1. Назовём общие условия: малая плотность воздуха, действие силы тяжести, перепады температуры и влажности, риск потери воды.
2. Дождевой червь живёт во влажной почве и движется в ней, поэтому ему важны опора и сохранение влажной поверхности тела; при высыхании ему становится трудно дышать кожей.
3. Птица передвигается по суше и в воздухе, поэтому ей нужны опорные конечности, органы полёта и воздушного дыхания, а также покров, защищающий тело.
4. Насекомое может ходить, лазать или летать; ему помогают членистые конечности, а наружный хитиновый покров уменьшает потерю воды.

Ответ: всем трём животным необходимо справляться с изменчивостью температуры и влажности и действием силы тяжести, но их адаптации различаются. Дождевой червь связан с влажной почвой, птица — с передвижением по земле и в воздухе, а насекомое — с разнообразными способами движения и защитой наружного покрова. Так особенности среды связываются с образом жизни каждого животного.

Зачем нужны покровы и органы воздушного дыхания

Условие: объяснить, почему у наземных животных появились покровы, уменьшающие испарение воды, и органы воздушного дыхания. Требуется показать причинную связь между условиями среды и строением организма. Важно не смешивать две функции: покров помогает сохранить воду, а органы дыхания обеспечивают получение кислорода. Затем можно связать обе особенности с жизнью на суше.

1. На суше поверхность тела соприкасается с воздухом, и вода может испаряться, особенно при высокой температуре и низкой влажности.
2. Животные, у которых покров уменьшает потерю влаги, имеют больше шансов выжить, когда вода вокруг недоступна.
3. В воздухе кислород доступен непосредственно из окружающей среды, поэтому органы дыхания наземных животных приспособлены получать его из воздуха.
4. Разные группы используют разные решения: например, лёгкие или трахеи, а некоторые животные поглощают кислород через влажную поверхность тела.

Ответ: покровы помогают не допустить чрезмерного обезвоживания, а органы воздушного дыхания позволяют получать кислород в наземной среде. Эти адаптации возникли как ответ на условия суши, а не просто потому, что животному нужно иметь покров или отдельный орган. Набор приспособлений зависит от строения и образа жизни вида.

Жизнь паразита внутри организма-хозяина

Условие: определить преимущества и ограничения жизни паразита внутри хозяина и назвать его возможные приспособления. Нужно применить понятия «организм-хозяин» и «паразитизм»: паразит получает пользу, а хозяину причиняется вред. Сначала сравним внутреннюю среду с открытой сушей, затем учтём, что хозяин способен сопротивляться. Это позволит назвать не только выгоды, но и риски такого образа жизни.

1. Паразит может получать от хозяина пищу, укрытие и место для размножения; условия внутри тела часто меняются меньше, чем на открытом воздухе.
2. Пространство паразита ограничено организмом хозяина, а его защита может мешать паразиту жить, размножаться или оставаться внутри.
3. Для удержания могут служить присоски и крючья, для защиты — особые покровы, а высокая плодовитость повышает вероятность появления потомства.
4. Проверим, есть ли вред хозяину: паразитизмом считают отношения, в которых обитатель использует хозяина и причиняет ему ущерб.

Ответ: преимущество паразита — доступ к пище и защищённому месту, ограничения — зависимость от хозяина, малое пространство и его защитные реакции. Возможные адаптации включают органы прикрепления, устойчивые покровы и большое количество потомства. Паразитизм вредит хозяину, потому что паразит использует его ресурсы или повреждает организм.

Типичные ошибки

Ошибка: считать наземно-воздушную среду полностью однородной. Так думают, потому что обобщают условия всей суши по одному знакомому месту. На деле в почве, на поверхности, в кронах и в воздухе разная влажность, температура и доступность пищи. Проверь себя: уточни, где именно живёт животное, прежде чем перечислять его условия и адаптации.

Ошибка: переносить на наземных животных представления о приспособлениях водных животных. Это происходит, если не учитывать, что вода плотнее воздуха и тело в ней поддерживается иначе. На суше важны опора, защита от потери воды и получение кислорода из воздуха. Проверь себя: назови, где живёт животное и откуда оно получает кислород, прежде чем объяснять строение его органов.

Ошибка: называть паразитом любой организм, который живёт на другом. Одного соседства или прикрепления недостаточно, но эти признаки легко принять за доказательство паразитизма. Нужно установить, получает ли обитатель пользу и причиняется ли хозяину вред. Проверь себя: ответь отдельно на два вопроса — что получает обитатель и как его жизнь влияет на хозяина.

Ошибка: считать хозяина только источником пищи. Паразиты действительно могут питаться за его счёт, поэтому остальные преимущества легко упустить. Организм также предоставляет пространство, защиту и условия для размножения, но может сопротивляться обитателю. Проверь себя: перечисли не только пищевые ресурсы, но и другие условия, которые хозяин даёт паразиту, а затем назови возможные ограничения.

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания об основных средах обитания, признаках животных, органах движения и дыхания. Понятие приспособленности помогает объяснить, почему строение животного соответствует условиям его жизни, а не просто перечислить его особенности. Далее эти знания помогут изучать экосистемы суши, паразитические организмы и цепи питания. Они также нужны, чтобы понимать взаимосвязи животных между собой и с другими организмами в природе.

Что запомнить

• Наземно-воздушная среда характеризуется низкой плотностью воздуха и изменчивостью температуры и влажности.
• Животные суши приспособлены к движению, дыханию, опоре и сохранению воды.
• Живой организм может служить средой обитания для других организмов.
• Организм-хозяин предоставляет обитателю пищу, убежище или место размножения.
• Паразит получает пользу, используя хозяина и причиняя ему вред.
• Паразитам помогают приспособления к прикреплению, питанию и размножению в организме хозяина.