§ 24. Свойства почвы как среды обитания животных

Определения и обозначения

Почвенная среда — часть природы, где животные живут в толще почвы и на её границе с поверхностью. Она отличается от воздуха и воды сочетанием твёрдых частиц, пор, влаги и воздуха. Это понятие помогает понять, почему условия под землёй нельзя свести только к условиям суши или водоёма.

Почвенные животные — животные, связанные с почвой и использующие её как место жизни или укрытие. Одни постоянно обитают в почве, другие заходят туда временно, зимуют либо откладывают яйца и развиваются на отдельных этапах жизни. Такое различие помогает точнее описывать образ жизни каждого животного.

Почвенная фауна — совокупность животных, населяющих почву. В неё входят организмы разных размеров и образа жизни, от мелких обитателей пор до животных, которые роют заметные ходы. Понятие нужно, чтобы говорить не об одном виде, а обо всём животном населении почвы.

Эдафические факторы — свойства почвы, влияющие на жизнь организмов. К ним относятся плотность, влажность, температура, воздух, освещённость и глубина слоя. Зная эти факторы, можно объяснить, почему одни животные встречаются в определённых местах, а другие там не живут.

Как это устроено

Почва состоит из частиц разного размера и промежутков между ними, поэтому она неоднородна и может быть плотной или рыхлой. В плотном грунте животному трудно раздвигать частицы и прокладывать путь, зато готовые трещины и ходы облегчают движение. Мелкие размеры тела позволяют проникать в узкие поры, а сильные конечности помогают рыть. Многие животные используют уже существующие ходы как убежища и пути передвижения.

Вода попадает в почву с осадками и задерживается в порах, а часть влаги уходит глубже или испаряется. Воздух тоже находится в порах: чем они крупнее и свободнее от воды, тем легче он проникает между частицами. Поэтому состав, рыхлость и увлажнение грунта влияют одновременно на доступность воды и кислорода. С глубиной условия могут меняться, так как вода просачивается вниз, а движение воздуха ограничивается.

Почва нагревается и остывает медленнее воздуха, потому что её частицы и содержащаяся в ней вода постепенно накапливают и отдают тепло. Поэтому под землёй суточные перепады температуры обычно слабее, чем на поверхности. Сезонные изменения тоже ощущаются не одинаково во всех слоях: глубже температура часто стабильнее. Это позволяет некоторым животным переживать неблагоприятные периоды, перемещаясь в более подходящий слой.

Свет проникает в почву лишь на небольшую глубину, а в толще грунта его почти нет. Большинство подземных животных поэтому не ориентируется на зрение так, как животные открытых пространств, и может иметь слабое зрение или уменьшенные глаза. Кислород поступает через поры, но в глубине его обычно меньше, особенно если почва уплотнена или заполнена водой. Животным приходится выбирать участки, где можно дышать, а некоторым помогают особенности покровов и дыхания.

Свойства почвы меняются не только с глубиной, но и от участка к участку: рядом могут различаться рыхлость, влажность и количество органических остатков. Поэтому животные распределяются неравномерно и выбирают места, подходящие по влаге, кислороду, температуре и наличию пищи. После дождя часть животных может подняться ближе к поверхности, а при пересыхании — уйти глубже. Наблюдая, где встречается животное, можно предположить, какие условия для него наиболее важны.

Свойства почвы и их значение для животных

В таблице показано, как особенности почвы влияют на жизнь животных и какие приспособления помогают справляться с этими условиями. Примеры не означают, что у всех почвенных обитателей есть одинаковые признаки. Сравнивайте свойство с конкретным животным и учитывайте, на какой глубине и в каком грунте оно живёт.

Разбор задач

Задача 1. Назовите свойства почвы, которые отличают её от наземно-воздушной среды, и укажите по одному возможному последствию каждого свойства для животных. Начните с тех особенностей, которые напрямую влияют на движение, дыхание и выбор места жизни. Затем свяжите каждую особенность с её последствием.

1. Почва плотнее воздуха и состоит из частиц. Из-за этого животным труднее двигаться, поэтому им нужны особенности, помогающие рыть или протискиваться.
2. Поры почвы заполнены водой или воздухом. При избытке воды кислорода становится меньше, и животные могут перемещаться в более аэрируемые участки.
3. Влажность и температура различаются по слоям. Поэтому животное выбирает глубину, где условия подходят для дыхания и поддержания активности.

Ответ: почву отличают плотность, наличие пор с водой и воздухом, слабое освещение и неодинаковые условия на разных глубинах. Эти свойства влияют на передвижение, дыхание и выбор места обитания.

Задача 2. Дождевые черви и крот живут в почве, но передвигаются по-разному. Объясните, какие особенности среды важны для каждого и какие приспособления помогают им перемещаться. Вспомните, что червь движется внутри узких промежутков, а крот прокладывает ходы в грунте. Сравните способы движения, а не только форму их тел.

1. Почва плотная и неоднородная, поэтому червю важно протискиваться между частицами и использовать ходы. Вытянутое гибкое тело помогает ему продвигаться в узком пространстве.
2. Крот способен прокладывать подземные ходы. Его сильные передние конечности с широкими лапами помогают раздвигать почву, а компактное тело удобно в тоннеле.
3. Оба животных используют промежутки и ходы, но червь преимущественно протискивается, а крот активно роет. Значит, особенности движения связаны с тем, как именно животное преодолевает плотный грунт.

Ответ: червю помогают гибкое вытянутое тело и движение в промежутках, кроту — сильные копательные конечности и форма тела, удобная для перемещения в тоннеле.

Задача 3. После длительной засухи верхний слой почвы пересох. Предположите, как изменится распределение почвенных животных и почему некоторые переместятся глубже. Сначала определите, какое условие изменилось, затем подумайте, как оно влияет на животных. Учтите, что с глубиной влажность и температура могут отличаться от поверхностных.

1. Из-за засухи в верхнем слое стало меньше доступной воды. Животным, которым нужна влажная почва, там труднее сохранять условия для дыхания и передвижения.
2. Часть животных уйдёт глубже, где грунт может оставаться более влажным и прохладным. Это перемещение помогает избежать пересыхания.
3. Распределение изменится не у всех одинаково: некоторые виды останутся у поверхности, если способны переносить сухость или находят там укрытие. Итог зависит также от содержания кислорода и подходящей температуры в нижних слоях.

Ответ: многие зависимые от влаги животные переместятся в более глубокие и влажные слои, а их численность у поверхности уменьшится. Другие виды могут остаться, если их приспособления позволяют переносить сухость.

Типичные ошибки

Почву иногда представляют однородной массой, хотя её состав, рыхлость и влажность меняются от места к месту и с глубиной. Так ошибаются, когда судят о всей почве по одному участку. Проверьте себя: можно ли одинаково описать сухой рыхлый грунт и влажный плотный слой? Если нет, нужно учитывать неоднородность.

Неверно говорить, что в почве совсем нет воздуха: он располагается в порах между частицами. Такое заблуждение возникает из-за представления о почве как о сплошном твёрдом веществе. Проверьте себя вопросом, откуда почвенные животные получают кислород. При этом помните, что при переувлажнении или уплотнении воздуха в порах может быть меньше.

Не всех животных, использующих почву, следует считать её постоянными обитателями. Некоторые заходят туда временно, укрываются, зимуют или оставляют яйца. Путаница появляется, если принять само присутствие в почве за постоянное проживание. Чтобы проверить себя, выясните, проводят ли животные в грунте всю жизнь или используют его только на отдельном этапе.

Нельзя считать, что все почвенные животные живут на одинаковой глубине. Условия меняются по слоям, и выбор зависит от потребности во влаге, кислороде, пище и подходящей температуре. Ошибка возникает, если не учитывать различия между поверхностью и глубиной. Проверьте себя: совпадают ли требования к среде у всех видов? Если условия им нужны разные, различается и глубина обитания.

Связь с другими темами

Для понимания почвенной среды нужно знать, что любая среда обитания включает условия и факторы, влияющие на организмы. Эдафические факторы — частный случай таких условий: это свойства именно почвы. Сравнение почвы с водной и наземно-воздушной средами помогает увидеть, как животные приспосабливаются к месту жизни. Позднее эти знания пригодятся при изучении пищевых связей в почве и круговорота веществ в экосистемах: почвенные животные участвуют в переработке органических остатков и связаны с другими организмами.

Что запомнить

• Почва — особая среда обитания с неоднородными условиями.
• Плотность почвы влияет на передвижение животных и возможность рыть ходы.
• Вода и воздух находятся в почвенных порах.
• Влажность, температура и содержание кислорода меняются с глубиной и со временем.
• В глубине почвы мало света, поэтому многие её обитатели не зависят от освещения.
• Строение и образ жизни почвенных животных связаны с условиями их обитания.