Экологические группы организмов почв

В среднем почва содержит 2 — 3 кг/м 2 живых растений и животных, или 20 — 30 т/га.

По степени связи с почвой как средой обитания животных объединяют в три экологические группы: геобионты геофилы и геоксены.

Геобионты — животные, постоянно обитающие в почве. Весь цикл их развития протекает в почвенной среде. Геобионтами являются дождевые черви (Lymbricidae), многие первично-бескрылые насекомые (Apterydota).

Геофилы — животные, часть цикла развития которых (чаще одна из фаз) обязательно проходит в почве. К этой группе принадлежит большинство насекомых: саранчовые (Acridoidea), ряд жуков (Staphylinidae, Carabidae, Elateridae), комары-долгоножки (Tipulidae). Их личинки развиваются в почве. Во взрослом же состоянии это типичные наземные обитатели. К геофилам принадлежат и насекомые, которые в почве находятся в фазе куколки.

Геоксены — животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища. К геоксенам из насекомых относятся таракановые (Blattodea), многие полужесткокрылые (Hemiptera), некоторые развивающиеся вне почвы жуки. Сюда же относятся грызуны и другие млекопитающие, живущие в норах.

Почвенных обитателей в зависимости от их размеров и степени подвижности можно разделить на несколько групп.

Микробиотип, микробиота — это почвенные микроорганизмы, составляющие основное звено детритной пищевой цепи, представляют собой как бы промежуточное звено между растительными остатками и почвенными животными. Сюда относятся, прежде всего, зеленые (Chlorophyta) и сине-зеленые (Cyanophyta) водоросли, бактерии (Bacteria), грибы (Fungi) и простейшие (Protozoa). По существу можно сказать, что это водные организмы, а почва для них — это система микроводоемов. Они живут в почвенных порах, заполненных гравитационной или капиллярной водой, как и микроорганизмы, часть жизни могут находиться в адсорбированном состоянии на поверхности частиц в тонких прослойках пленочной влаги. Многие из этих видов обитают и в обычных водоемах. Вместе с тем почвенные формы обычно мельче пресноводных и, кроме того, отличаются способностью значительное время находиться в инцистированном состоянии, пережидая неблагоприятные периоды.

Мезобиотип, мезобиота — это совокупность сравнительно мелких, легко извлекающихся из почвы, подвижных животных. Сюда относятся почвенные нематоды (Nematoda), мелкие личинки насекомых, клещи (Oribatee), ногохвостки (Collembola) и др. Эта группа весьма многочисленна — от десятков и сотен тысяч до миллионов особей на 1м 2 почвы. Питаются в основном детритом и бактериями. Клещи и насекомые нередко являются хищниками. Отдельные виды нематод паразитируют в корнях растений, зачастую сильно их повреждая. У них нет специальных приспособлений к рытью. Они ползают по стенкам почвенных полостей при помощи конечностей или червеобразно извиваясь. Насыщенный водяными парами почвенный воздух позволяет им дышать через покровы тела. Средством спасения от колебаний влажности воздуха для них является передвижение вглубь. Более крупные животные имеют некоторые приспособления, которые позволяют переносить временное снижение влажности почвенного воздуха: защитные чешуйки на теле, частичную непроницаемость покровов, сплошной толстенный панцирь. Периоды затопления почвы водой животные переживают, как правило, в пузырьках воздуха. Воздух задерживается вокруг их тела из-за несмачиваемости покровов, снабженных у большинства из них волосками, чешуйками и т. д. Дыхание осуществляется за счет кислорода, диффундирующего в воздушную прослойку из окружающей среды.

Животные мезо- и микробиотипов способны переносить зимнее промерзание почвы, что особенно является важным, так как большинство из них не может уходить вниз из слоев, подвергающихся воздействию отрицательных температур.

Макробиотип, макробиота — это крупные почвенные животные, с размерами тела от 2 до 20 мм. К данной группе относятся личинки насекомых, многоножки, энхитреиды, дождевые черви и др. Они передвигаются в почве, расширяя естественные скважины путем раздвижения почвенных частиц либо роя новые ходы. Оба способа передвижения накладывают отпечаток на внешнее строение животных. Газообмен большинства видов данной группы осуществляется при помощи специализированных органов дыхания, но наряду с этим дополняется газообменом через покровы. Роющие животные могут уходить из слоев, где возникает неблагоприятная обстановка. К зиме и в засуху они концентрируются в более глубоких слоях, большей частью в нескольких десятках сантиметров от поверхности.

Мегабиотип, мегабиота — это крупные землерои, главным образом из числа млекопитающих.

Многие из них проводят в почве всю жизнь (златокроты в Африке, слепушонки, цокоры, кроты Евразии, сумчатые кроты Австралии, слепыши и т.п.). Они прокладывают в почве целые системы ходов и нор. Приспособленность к роющему подземномуобразу жизни находит отражение во внешнем облике и анатомических особенностях этих животных: у них недоразвиты глаза, компактное вальковатое тело с короткой шеей, короткий густой мех, сильные компактные конечности с крепкими когтями.

Помимо постоянных обитателей почвы среди крупных животных нередко выделяют отдельную экологическую группу обитателей нор. К данной группе животных относятся барсуки, сурки, суслики, тушканчики и др. Они кормятся на поверхности, однако размножаются, зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве. Ряд других животных использует их норы, находя в них благоприятный микроклимат и укрытие от врагов. Обитатели нор, или норники, имеют черты строения, характерные для наземных животных, но в то же время обладают рядом приспособлений, связанных с роющим образом жизни. Так, для барсуков характерными чертами являются длинные когти и сильная мускулатура на передних конечностях, узкая голова, небольшие ушные раковины.

К особой группе псаммофиловотносят животных, заселяющих сыпучие подвижные пески. К типичным псаммофилам относятся мраморные хрущи из рода Polyphylla, личинки муравьиных львов (Myrmeleonida) и скакунов (Cicindelinae), большое количество перепончатокрылых (Hymenoptera). Почвенные животные, обитающие в подвижных песках, имеют специфические приспособления, которые обеспечивают им передвижение в рыхлом грунте. Как правило, это «минирующие» животные, раздвигающие частицы песка.

У позвоночных псаммофилов конечности нередко устроены в форме своеобразных «песчаных лыж», облегчающих передвижение по рыхлому грунту. Например, у тонкопалого суслика и гребнепалого тушканчика пальцы покрыты длинными волосами и роговыми выростами.

Как уже было отмечено выше, 25% всех почв нашей планеты засолено. Животных, приспособившихся к жизни на засоленных почвах, называют галофилами. Обычно в засоленных почвах фауна в количественном и качественном отношении сильно обедняется. Например, исчезают личинки щелкунов (Elateridae), хрущей (Melolonthinae), а вместе с тем появляются специфические галофилы, которые не встречаются в почвах обычной засоленности. Среди них можно отметить личинки некоторых пустынных жуков-чернотелок (Tenebrionidae).

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 79 ; Нарушение авторских прав

Источник

Экологические группы почвенных организмов

1. Микробионты. Это мелкие почвенные организмы, для которых почва представляет систему микроводоемов. По существу это водные организмы. Они живут в почвенных каналах, заполненных водой. Многие из них обитают и в обычных водоемах. Однако почвенные формы намного мельче пресноводных и, кроме того, обладают способностью долго находится в инцистированном состоянии, пережидая неблагоприятные условия. К этой группе относятся бактерии, водоросли, простейшие, коловратки, мелкие нематоды.

2. Мезобионты. Под этим названием объединяют дышащие воздухом организмы, для которых почва представляет собой систему мелких пещер. Насыщенный водяными парами почвенный воздух позволяет дышать всей поверхностью тела, при высыхании почвы животные этой группы (клещи, мелкие насекомые, многоножки) передвигаются вглубь. Периоды затопления почвы водой представители мезобионтов переживают в пузырьках воздуха. Воздух задерживается вокруг тела благодаря несмачивающимся покровам. Кроме перечисленных животных к этой группе относятся и грибы.

3. Макробионты. Это более крупные организмы, для которых почва – плотная среда. Эти организмы передвигаются в почве, либо расширяя естественные скважины путем раздвигания почвенных частиц, либо роя новые ходы. Раздвигая частицы почвы, продвигаются вперед дождевые черви, многоножки и корни высших растений. В узкие почвенные щели проникает передний тонкий конец тела, диаметр которого затем увеличивается и таким образом скважина расширяется. Роющие животные имеют специальные приспособления для разрыхления и отгребания почвенных частиц. Они могут уходить из слоев, где возникают неблагоприятные условия. Сюда относят медведку, личинок жужелицы, хруща и некоторых других насекомых.

4. Мегобионты. Крупные землерои, в основном из числа млекопитающих. Ряд видов проводит в почве всю жизнь, другие используют норы для размножения, зимовок, спасения от опасности. Внешний облик и анатомические особенности животных зависят от длительности пребывания в почве. Недоразвитые глаза, короткий густой мех, сильные копательные конечности с крепкими когтями характерны для животных постоянно живущих в почве. Это кроты, слепыши, землеройки. Норные животные тоже имеют крепкие когти и копательные конечности (суслики, сурки, тушканчики, кролики, барсуки).

Корень

Корень – вегетативный орган растения, выполняющий следующие функции:

1. почвенное питание;

2. укрепление растения в почве;

3. синтез различных веществ (гормоны и др.);

4. запасание веществ;

5. симбиоз с грибами и бактериями

Все эти функции присущи большинству нормально развитых корней, у которых основной является функция почвенного питания. При изменении основной функции возникают такие видоизменения корней как корнеплоды и корневые шишки (запасающая функция), микориза или клубеньки (симбиоз с грибами и ли бактериями) и т.д.

Основную функцию почвенного питания корней выполняют всасывающие окончания. Общая поглощающая поверхность корней увеличивается благодаря обильному ветвлению и образованию большого числа всасывающих окончаний; постоянному нарастанию корней и передвижению всасывающих окончаний в новые участки почвы; образованию корневых волосков.

Всасывающее окончание корня имеет сложное строение и подразделяется на зоны.

Зона деления находится на самом кончике корня. Здесь клетки мелкие с большими ядрами, постоянно делящимися путем митоза. Новые клетки откладываются не только вверх, но и вниз, пополняя корневой чехлик, который защищает их и облегчает проталкивание между частичками почвы.

В следующей зоне роста клетки увеличиваются в объеме и вытягиваются в длину.

Зона всасывания отличается появлением на поверхностной кожице корня (ризодерме) многочисленных корневых волосков, через которые происходит обмен веществ между корнем и почвой. Поглощаются почвенный раствор и кислород, выделяются углекислый газ, вещества-растворители, облегчающие всасывание, и информационные вещества. Кроме того, корень взаимодействует с живым населением почвы, привлекая полезные и защищаясь от болезнетворных микроорганизмов. Часть почвы вокруг корневого окончания, отличающаяся по химическому, физическому и биологическому составу называется ризосферой.

Под ризодермой находятся рыхло лежащие клетки первичной коры, которая участвует в проведении поглощенных корневыми волосками веществ. Самый внутренний слой первичной коры – эндодерма. Клетки эндодермы плотно прилегают друг к другу для того, чтобы контролировать передвижение веществ из коры в центральный цилиндр.

Самые наружные клетки центрального цилиндра, способные к делению называются перицикл. В центре цилиндра залегает водопроводящая ткань – ксилема (древесина). По ксилеме почвенный раствор поступает наверх. На поперечном сечении ксилема образует звезду, между лучами которой располагаются группы флоэмы – ткани, по которой сверху в корень поступают питательные вещества, синтезированные в листьях. Между ксилемой и флоэмой имеется тонкая прослойка из мелких клеток, способных к делению – камбий.

В верхней части зоны поглощения корневые волоски отмирают, и начинается рост корня в толщину – это зона проведения веществ. Утолщение происходит за счет деления клеток камбия, который откладывает новые слои клеток внутрь от себя, пополняя ксилему, и наружу – образуя новые слои флоэмы. В результате этого старые корни могут достигать значительной толщины. Ризодерма и первичная кора заменяются новой покровной тканью – пробкой, которая образуется в результате деления клеток перицикла, откладывающего новые клетки наружу.

В зоне проведения образуется микориза – симбиоз грибов с корнями растений. Гифы гриба пронзают корень, доставляя в него воду с минеральными веществами, а из корня получают органические вещества для питания.

Обычно растения обладают многочисленными и сильно разветвленными корнями. Совокупность всех корней одной особи образует единую в морфологическом и физиологическом отношении корневую систему растения.

В состав корневых систем входят корни различной морфологической природы – главный корень, боковые и придаточные корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка. Боковые корни возникают на корне (главном, боковом, придаточном). Придаточные корни возникают на побеге или его частях (листьях, стеблях, почках). В формировании корневых систем главный и придаточные корни могут принимать различное участие.

Морфологическая классификация корневых систем.

1. Система главного корня состоит из главного корня и боковых корней.

2. Система придаточных корней содержит только придаточные и боковые корни.

3. Смешенная корневая система состоит из корней всех трех типов.

Экологическая классификация корневых систем основана на приспособлении корневых систем растения к различным условиям увлажнения почвы.

1. Экстенсивная корневая система охватывает большой объем почвы, но сравнительно слабо ветвится, так что почва пронизана корнями негусто. Этот тип корневых систем встречается в местах недостаточного увлажнения почвы атмосферными осадками. Корни растений проникают глубоко, стремясь к местам залегания грунтовых вод.

2. Интенсивная корневая система охватывает небольшой объем почвы, но густо пронизывает ее многочисленными сильно ветвящимися корнями. Такие корневые системы расположены поверхностно и ориентированы на атмосферные осадки.

Грибы представляют собой самостоятельное царство эукариотических организмов, коренным образом отличающихся от растений и животных. Царство грибов характеризуется следующими признаками: гетеротрофный сапрофитный тип питания, образование хорошо выраженной клеточной стенки на основе хитина, неподвижность в вегетативном состоянии, неограниченный рост, запасной продукт – гликоген.

Вегетативное тело большинства грибов называется мицелий. Мицелий состоит из ветвящихся нитей толщиной в одну клетку – гиф с верхушечным ростом и боковым ветвлением. Мицелий пронизывает почву, выделяет пищеварительные соки и поглощает из него питательные вещества. Над поверхностью могут возвышаться органы размножения – плодовые тела или спорангии со спорами.

Мицелий может быть одноклеточным (дрожжи), многоклеточный (пеницилл), неклеточным, лишенным перегородок и представляющим как бы одну гигантскую клетку (мукор).

Грибы размножаются вегетативным, бесполым и половым путем. При вегетативном размножении от мицелия отделяются неспециализированные части, которые дают начало новому мицелию. У дрожжей вегетативное размножение происходит путем почкования клеток. Бесполое размножение происходит при помощи специализированных клеток – спор. Споры у грибов развиваются внутри спорангиев или на специализированных веточках мицелия. Споры пассивно переносятся токами воздуха, каплями дождя, насекомыми и другими способами. Из спор прорастает новый мицелий.

Половой процесс у грибов состоит из двух не совпадающих во времени этапов – слияние цитоплазм двух клеток и слияние ядер. В результате первого этапа образуется клетка с двумя ядрами – дикарион. Далее ядра дикариона сливаются, диплоидное ядро делится мейотически, образуя споры. Ядра в дикариотической клетке могут продолжительное время делится синхронно, и образуется мицелий из двуядерных клеток. В некоторых определенных клетках этого мицелия происходит слияние ядер, а затем мейоз.

В природе грибы обитают на самых разнообразных субстратах: в воде, почве, на древесине и опаде, на живых тканях растений и животных и т.д. Одна из наиболее обширных и разнообразных экологических групп грибов – почвенные грибы. В почве развиваются многочисленные микроскопические грибы и мицелий грибов, образующих в почве или на ее поверхности крупные плодовые тела. Одни грибы представляют постоянных обитателей почвы, другие проходят в ней только определенные стадии своего жизненного цикла.

Грибы в большом количестве развиваются в верхнем горизонте почвы, заселяют ризосферу растений и лесную подстилку. Среди почвенных грибов многие образуют микоризу с разными группами высших растений. Почвенные грибы играют большую роль в разложении органического вещества, образовании гумуса и других процессах, протекающих в почве.

Источник