Жер бетіндегі ауалы ортада тіршілік ететін жануарлардың экологиялық ерекшеліктері

Жер бетіндегі ауалы ортада температура кенет және жиі өзгереді. Жер бетінде жарық мол, қысым аз, ылғал құбылмалы. Басқа тіршілік орталарымен салыстырғанда ылғалдың тапшылығы жиі кездеседі.

Жер бетіндегі тіршілікке негізгі әсер етуші фактордың бірі – ауа. Адамзат ұзақ уақыттар бойында ауаны қарапайым бір ғана заттан тұрады деп ойлап келген. Тек XVIII ғасырда ғана француз ғалымы Антуан Лоран Лавуазье ауа көптеген газдардың қоспасынан құралатынын анықтады. Құрғақ таза ауаның көлемінің 78 пайызын азот, 21 пайызын оттегі, 0,9 пайызын аргон, 0,003 пайызын көмірқышқыл газы иеленеді. Ауаның жер бетіне ең жақын төменгі қабаты тропосфера деп аталады. Тропосфера қабаты Жер шарының полюстерінде жер бетінен бастап 7км биіктікке дейін, экваторлық орталық белдемде 18 км биіктікке дейін созылады. Жер бетінен, мұхиттардан буланып ауаға шыққан су буы түгелдей және атмосфералық барлық ауаның 75 пайызы тропосфера қабатында шоғырланған. Сол себептен ауа райының барлық құбылыстары тропосферада пайда болады. Жер бетіндегі климат пен ауа райы атмосфералық ауадағы су буының (немесе бұлттың) мөлшеріне, қысымның және жылудың таралуына байланысты. Су буы (бұлт) күн сәулесін өзіне сіңіріп жер бетінің салқындауына себепкер болады. Су буы ауаның қысымын молайтуының салдарынан жел соғады. Ауа салқындағанда су буы (бұлт) тамшыға айналып жауын-шашын болады. Бұның бәрі жер бетінде жүрілетін ауа райының барлық құбылыстары ауаның төменгі қабатындағы (тропосфера) өзгерістерге байланысты екенін мәлімдейді. Жер бетінен жоғарылаған сайын ауаның температурасы біртіндеп салқындап 12 км биіктікте – 55°С -қа жетеді.

Жер шарын қоршаған ауа қабатының қалыңдығы 1000 километрге жуық – шамамен Жердің радиусының төрттен бір бөлігіндей қалың қабат түзеді. Ал оның салмағы жердің салмағынан миллион есе кем. Бірақ ауа болмаса жер бетінде тіршілік болуы мүмкін емес. Адам тәулігіне 12-15кг ауамен тыныс алады, бұл әрине, адамның тәулігіне қажетті ас пен судан анағұрлым артық. Адам ассыз бірнеше жұма, сусыз бірнеше күн төзеді, ал ауасыз небары бес минут қана төзе алады.

Сонымен қатар атмосфера қабаты Ғарыштан Жер бетіне келетін көптеген қауіптен қорғайды: метеориттердің көбі жер бетіне жетпей ауа қабатында жойылады (ауамен үйкеліскенінің әсерінен қатты қызып, күйіп кетеді); күн энергиясының күшін бәсеңдетіп Жер бетін шамадан тыс қызудан қорғайды; тәуліктік температураның ауытқуын бәсеңдетеді. Егер Жер шары ауамен қоршалмаған болса жер бетіндегі температура күндіз +100 градустан астам ысып, түнде -100 градусқа жетіп суытады да, тәуліктік температураның ауытқуы 200 градустан асып кетер еді. Ал жаз бен қыстың температурасының айырмашылығы бұдан да әлдеқайда артық болар еді. Бұндай жағдайда біздің Планетамызда тіршілік ету зор қиыншылыққа ұшырайтыны күмәнсіз. Атмосфералық ауа күн сәулесін миллиондаған ұсақ бөлшектерге бөліп, оны таратады. Осылайша Жер бетінің жарықпен біркелкі қанымдалуына себебін тигізеді.

Ауа арқылы дыбыс тарайды. Ауа жоқ болса, Жер шарына мәңгі үнсіздік орнап, жануарлар мен адамда есту, сөйлеу, дыбыс қатынасы дамымас еді.

Тірі ағзалардың тіршілік ортасы ретінде атмосфераның негізгі бір қасиеті – оның тығыздығының тым аздығы: ауаның тығыздығы судың тығыздығынан шамамен 800 есе кем. Сол себептен ауаның салмақ көтеру қабылеті сумен салыстырғанда өте аз, жоқтың қасы. Сондықтан ауа ешбір жануарға тірек (субстрат) бола алмайды. Сол себепті ауада тірі ағзалар тұрғылықты мекендеп тұрақтауға мүмкіндік жоқ. Ауада ұшып тіршілік ететін жануарлардың барлығы жер беті мен суды тұрақтайтын негізгі мекенжай етіп өмір сүреді. Ауада ұшып тіршілік ететін жануарлардың өмірі міндетті түрде жер бетімен байланысты болғандықтан бұл тіршілік ортасы ж е р б е т і л і к а у а л ы о р т а деп аталады. Дәлірек айтқанда, құрлықтың үстінде және оған жанасқан ауа қабатында тіршілік ететін жануарлардың тобын құрайды.Ауа оны тыныс алуға қажетті оттегімен қанымдайды, жер беті су мен қоректік заттың көзі ретінде және тұрақтайтын мекенжайлық рөл атқарады.

Ауалы ортадағы жануарлардың басым көпшілігі жер бетінен 50-70 метрлік биіктікке дейін (ағаштардың сұлбасының биіктік деңгейі) топтасып мекендейді. Кейбір құстар мен қанатты жәндіктер ауаның 10-12 км-лік биік қабатына дейін ұшып шығатыны белгілі. Бірақ онда ұзақ уақыт тұрақтап тұра алмайды. Биік таулардың теңіз деңгейінен 6500 метрлік шыңында кейбір өрмекшілер мен жәндіктер мекен ететіні айқындалған. Бірақ ауада емес тау басындағы жер бетінде тіршілік етеді.

Ауаның тығыздығы аз болғандықтан жер бетіндегі жануарлар денесінің пішінін тұрақты сақтап, өз салмағын өзі көтеріп ұстап көтеру үшін олардың денесіне берік тірек қажет болған. Сондықтан су жануарларымен салыстырғанда жер бетінде тіршілік ететін жануарлардың ішкі, сыртқы қаңқа сүйектері жақсы дамыған. Омыртқалы жануарлардың ішкі қаңқа сүйегі, жәндіктердің сыртқы хитин жамылғысының қай-қайсысы да денесінің салмақ күшіне қарсылық көрсетіп, тірек болу арқылы жануардың денесін қажетті жағдайға сәйкес дұрыс орналастыруға және көтеріп тұру міндетін атқарады. Су жануарларының денесіндегі қатты мүшелер әдетте қорғаныс құралының (м: былқылдақ денелілердің бақалшағы) немесе бұлшық еттерін бекітіп тұруға (шаянтәрізділердің сыртқы сауыты, балықтың қаңқа сүйегі) міндетін атқарады.

Ауаның тығыздығы аз болғандықтан жануарлардың қозғалысына сонша кедергі бола алмайды. Сол себепті жер бетінде (сонымен қатар суда және топырақта) тіршілік ететін көптеген жануарлар ауаның осы тиімді қасиетін пайдаланып эволюциялық даму барысында ауада ұшу қабылетіне ие болған. Ұшуды игерудің жануарларға беретін пайдасы зор: ұшу арқылы жыртқыштардан оңай құтылады, қорегін және қолайлы мекенін оңай тауып алады, үлкен су, ағынды өзен, биік тау тәрізді жер бедерінің кедергілеріне бөгелмей тарап мекенжайын кеңейтеді т.б. Жер бетін мекендейтін жануарлардың 75 пайызға жуық түрі ауада белсенді ұшу қабылетін игерген. Ұшуға қабылеттілердің көбі құстар мен жәндіктер. Сүтқоректілер (қолқанаттылар, теріқанаттылар) мен бауырымен жорғалауыштардың (кейбір ешкемер тұқымдастар, мысалы: ұшқыш айдаһар атты кесіртке) да кейбірі ұшуға қабілетті.

Жануарлардың көбі бұлшық еттерінің күшімен қанатын қағып ауада белсенді қозғалу арқылы ұшады. Ал біраз жануарлар ауаның ағымының бағытымен белсенсіз қалықтап ұшуға бейімделген. Ауада қалықтап ұшу арқылы таралатын жануарлар а э р о п л а н к - т о н д а р деп аталады. Мысалы қарапайымдардың цистасы, кішкене денелі жәндіктер, кенелер, өрмекшілер аэропланктондарға жатады. Ауаның қозғалысы арқылы (яғни жел арқылы) жануарлардың бір мекеннен екінші мекенге көшіп таралуы а н е м о х о р и я деп аталады. Ауада қалықтау арқылы тарайтын жануарлардың дене құрылымында арнайы дамыған бейімделу сипаты болады. Мұндай сипаттарға жануарлардың дене мөлшерінің кішіреюі, денесінен әртүрлі өсінді, салпыншақтар өсіп шығу арқылы немесе тұлғасымен салыстырғанда қанатының ауданы үлкеюі арқылы т.б. жолдармен денесін жеңілдету тәсілдері жатады (8-сурет).

Жел жануарлардың тіршілігіне күшті әсер етеді. Көптеген жәндіктер желге қарсылық жасап алмайтындықтан күшті жел тұрған кезде ұша алмайды. Мысалы бал арасы 7-9 м/сек желде, ал үнсіз масалар 3,6 м/сек желде ұша алмайды.

Желдің әсерінен жануарлардың денесіндегі ылғал тез буланып, ылғалдың тапшылығына ұшырайды және желді кезде жануарлар жылуын сақтай алмайды. Желді кезде жануарлардың ыстыққа төзімділігі артады, ал суыққа төзімділігі бәсеңдейді.

Жер бетіндегі ауаның құрамында оттегінің мол (таза ауада - 21%) болуы ондағы жануарлардың зат алмасуының қарқынды жүріліп, жасушаларда тотығу процесі пәрменді жүрілуіне мүмкіндік мол. Ғалымдардың жорамалдауынша гомойотермді жануарлардың алғаш жер бетіндегі ауалы ортада пайда болуы да ондағы оттегінің молдығына байланысты деп көреді. Суда жануарлардың таралуына ондағы оттегінің аздығы шектеуші фактор болатыны белгілі. Ал жер бетінің қай бөлігінде де оттегі жеткілікті болғандықтан, жануарлардың тіршілік етуі оттегінің мөлшерімен шектелмейді.

1 – қысқатұмсық маса, 2 – берішші шыбын, 3 – хермес деген теңқанатты жәндік, 4 – жарғаққанат жәндік, 5 – жалқы жібек көбелегінің дернәсілі

Жер бетіндегі ауалы ортаның негізгі бір ерекшелігі – ондағы ылғалдың тапшылығы және оның өте құбылмалылығы. Сондықтан жер бетілік жануарлар денесінің ылғалын сақтауға және үнемдеуге әртүрлі жолмен бейімделген. Су жануарларының тыныс алу мүшелері (желбезек) денесінің сыртында орналасатыны бәрімізге мәлім. Ал жер бетіндегі жануарларда тыныс мүшелері (өкпе, трахея) денесінің ішінде орналасуының өзі демімен бірге ылғал сыртқа бөлінуін азайтуға бағытталған эволюциялық бейімделу. Ұрығы қағанақ (амнион) сұйығының ішінде даму тек құрлықта дамитын омыртқалы жануарларға тән. Бұл да ұрығын кеуіп кетуден қорғаған эволюциялық құбылыс. Сонымен қатар буынаяқтылардың денесінің сырты хитинді кутикуламен қапталуы, бауырымен жорғалаушылардың терісінің сырты мүйізденген қабыршақпен қапталуы, т.с.с. терісі арқылы денесіндегі ылғалдың булануын шектеп денесіндегі суды үнемдейтін морфологиялық бейімделулер дамыған. Ыстық кезде көлеңкені паналау, ін қазып мекендеу, қуаңшылық кезде сулы мекенге ауып көшу, ылғал жетіспеген кезде зат алмасуын күрт төмендетіп анабиоз күйге түсу сияқты бейімделудің мінездік түрлері де денесіне ылғал жинауға, оны үнемдеп жұмсауға бағытталған. Құрлықта мекендейтін көптеген жануарлар ешқандай су ішпей, тек қана жеген қорегінің құрамындағы суды пайдаланып тіршілік етеді. Өсімдік пен жануарлардың жалпы салмағының 60-90 пайызын су иеленетіндіктен көптеген шөпқоректі және етқоректі жануарлар тіршілігіне қажетті суды қоректену арқылы қамтамасыз етуге мүмкіндігі толық. Ит 1 кг кролик етін жеудің нәтижесінде денесіне 848 мл су қорын жинайтыны анықталған (Шмидт – Нильсен, 1972).

Тек қана құрғақ қорекпен қоректеніп, аса қуаң шөлдерде тірішілік ететін жәндіктер ас қорыту барысында тотығу процесінің нәтижесінде зат алмасудан (метаболизм) пайда болған суды пайдаланады. Мысалы, Оңтүстік Африканың Намиб шөлінің құмында Gonops sp. дейтін қара қоңыз кездеседі. Намибте жауын-шашынның жылдық мөлшері 2-75 мм-ден аспайды, жазғы ауаның температурасы 40-42 градусқа жетеді, ешбір өсімдік өспейді. Бірнеше жүз километр қашықтықтан желмен ұшып келген құрғақ шөптің қалдығымен қоректенудің нәтижесінде Gonops метаболиттік су шығарып алатыны анықталған. Құрғақ ұнмен қоректенетін ұн қара қоңызы (Tenebrio molitor) жүн киімдердің жүнін жеп дамитын киімжегі көбелектің (Tinea pellionella) дернәсілі де зат алмасудан пайда болған суды пайдаланып тіршілік етеді (Гиляров, 1970).