екорегион
1. Изследване на биоразнообразието в плитките води
Използвайте Големия бариерен риф, за да свържете високото биологично разнообразие със светлината, топлата вода, структурата на местообитанията и екологичните взаимоотношения.
Принцип 5 за океанска грамотност
Океанът поддържа голямо разнообразие от форми на живот и екосистеми
Океанът осигурява по-голямата част от жизненото пространство на Земята и съдържа екосистеми — от осветените от слънцето повърхностни води до дълбокото морско дъно. Разликите в осветеността, температурата, налягането, химичния състав, хранителните вещества и циркулацията спомагат за определянето на това кои организми могат да живеят на всяко място.
Водещ въпрос: Как различните океански условия създават различни екосистеми и начини на живот?
Класове според NMEA: Класове 6–8
Ръководствата за другите класове се подготвят.
Накратко
Какво трябва да запомнят студентите
Учениците трябва да разберат, че различните океански условия създават различни екосистеми, че продуктивността се поддържа от слънчева светлина или химична енергия и че морските организми са свързани чрез адаптации, взаимоотношения и хранителни мрежи.
Ключови идеи
- Океанът предлага огромно разнообразие от местообитания – от повърхността до дълбокото морско дъно.
- Светлината, температурата, налягането, кислородът, солеността, хранителните вещества и други условия определят къде могат да живеят организмите.
- Слънчевата светлина и хранителните вещества правят някои океански региони много по-продуктивни от други.
- Микроорганизмите са основни първични производители и поддържат морските хранителни мрежи.
- Някои дълбоководни екосистеми използват химична енергия вместо слънчева светлина.
- Морските организми имат разнообразни адаптации, жизнени цикли и екологични взаимоотношения.
- Хранителните мрежи свързват организмите и екосистемите.
Преподавайте този принцип
Защо това е важно
Биоразнообразието в океаните се формира както от условията на околната среда, така и от екологичните връзки. Светлината, хранителните вещества, дълбочината, налягането, химичният състав и енергийните източници създават различни местообитания, докато адаптациите и хранителните мрежи свързват организмите, които живеят в тях.
Сравнете много различни екосистеми
- Задача за учениците
- Сравнете две контрастиращи морски екосистеми, като например плитък коралов риф и дълбока хидротермална извира.
- Въпрос към класа
- По какво се различават плитък риф и дълбоководен хидротермален извор?
- Какво да търсите в отговорите
- Двете среди се различават по светлина, налягане, температура и налични източници на енергия.
Идентифициране на разликите в областта на околната среда
- Задача за учениците
- Попитайте как светлината, температурата, налягането, хранителните вещества, кислородът, движението на водата или субстратът се различават между двете места.
- Въпрос към класа
- Как тези условия могат да повлияят на това кои организми живеят там?
- Какво да търсите в отговорите
- Организмите са приспособени към определени диапазони от условия на средата.
Свържете условията с организмите и хранителните мрежи
- Задача за учениците
- Задавайте въпроса защо в дадена среда се срещат определени организми, адаптации, енергийни източници и хранителни мрежи.
- Въпрос към класа
- Откъде идва енергията, която поддържа всяка хранителна мрежа?
- Какво да търсите в отговорите
- Първичните продуценти използват слънчева светлина или химична енергия; хранителните мрежи ги свързват с други организми.
Проверка на разбирането
Защо две места в един и същ океан могат да поддържат напълно различни общности от живи организми?
Разгледай понятията
Различните условия в океана създават различни екосистемиУсловията на околната среда варират в различните части на океана и в зависимост от дълбочината, създавайки широк спектър от местообитания – от осветените от слънцето повърхностни води до дълбокото морско дъно.
Условията на околната среда определят къде може да съществува океанският живот.
Океанските екосистеми се различават, тъй като светлината, температурата, налягането, солеността, кислородът, хранителните вещества, химичният състав, субстратът и движението на водата варират от място на място и в зависимост от дълбочината.
С дълбочината светлината обикновено намалява, а налягането се увеличава, докато температурата, кислородът и другите условия също се променят. Организмите са приспособени към определени диапазони на тези условия, поради което животът не е разпределен равномерно в целия океан.
Когато човешката дейност или климатичните промени променят условията на околната среда, общностите в екосистемите също могат да се променят.
Градиентите образуват слоеве и по-малки микрообитания във водния стълб. Някои рибни ларви обитават тесни диапазони на температура и соленост; рифообразуващите корали в плитки води също имат определени граници на поносимост. Слоевете с различна плътност могат да разделят съобщества дори на едно и също място.
На приливно-отливен бряг различни организми заемат зони, оформени от въздействието на вълните и редуването на потапяне и излагане на въздух. В открити води градиентите на температура, соленост и плътност помагат да се организира хоризонталното и вертикалното разпределение.
Енергията и продуктивността варират сред океанските екосистемиПовечето морски хранителни мрежи започват с организми, които улавят слънчева светлина, но някои дълбоководни екосистеми се поддържат вместо това от химична енергия.
Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
По-голямата част от първичната продукция в океаните се осъществява там, където организмите имат достъп до достатъчно светлина и хранителни вещества. Продуктивните среди включват осветените от слънцето повърхностни води, крайбрежните райони с процеса на ъпвелинг, устията на реките, кораловите рифове, горите от ламинарии и сезонно продуктивните полярни води.
Микроскопичните фотосинтетични организми са особено важни първични производители. Те улавят слънчевата енергия и поддържат основните морски хранителни мрежи.
При крайбрежния ъпвелинг ветровете и ефектът на Кориолис могат да отместят повърхностната вода навътре в морето. По-студена вода, богата на хранителни вещества, се издига, за да я замести, и подпомага фотосинтезата. Много келпови гори се възползват от съчетанието на слънчева светлина, хладна вода и възстановяван запас от хранителни вещества.
Плитките тропически коралови рифове могат да бъдат продуктивни дори във вода, бедна на хранителни вещества. Водораслите в тъканите на коралите фотосинтезират и споделят хранителни вещества със своите гостоприемници; тази симбиоза и ефективното рециклиране помагат за поддържането на рифа.
Плитките слабосолени естуари получават хранителни вещества от сушата и морето. Разлагащият се материал в мангровите системи също допринася за хранителните мрежи, а защитените естуарни местообитания служат за отрастване на млади организми. В полярните морета продължителната лятна дневна светлина и сезонните промени в леда, смесването и снабдяването с хранителни вещества могат да поддържат интензивни цъфтежи; ефектите от водата от топенето се различават според мястото.
Примери и речник
Микробните продуценти хранят консуматори като зоопланктона и двучерупчестите мекотели. Тези консуматори поддържат по-големи консуматори, включително риби и беззъби китове. Високата продуктивност, голямото видово разнообразие и високата численост описват различни свойства на една екосистема.
Някои дълбоководни екосистеми използват химична енергия вместо слънчева светлина.
Хидротермалните извори, студените извори и някои други дълбоководни екосистеми се поддържат от хемосинтетични микроорганизми. Тези организми използват енергия от химични реакции, а не от слънчева светлина.
Хемосинтетичните микроорганизми се превръщат в първични производители, които поддържат хранителните мрежи на места, където фотосинтезата е невъзможна.
Свързани понятия в други принципи
Океанският живот е разнообразен, адаптиран и взаимосвързанМорското биоразнообразие включва изключително богат спектър от форми на тялото, адаптации, жизнени цикли, взаимоотношения и свързани хранителни мрежи.
Океанските организми се различават значително по размер и форма.
Океанският живот варира от микроскопични организми до най-големите животни, които някога са съществували. Океанът съдържа представители на всички основни домени на живота и по-голямо разнообразие от основни групи животни, отколкото се среща на сушата.
Много основни групи организми се срещат изключително в океана.
Примери и речник
Типовете са широки групи от сродни животни. Бодлокожите, гребенестите и главоногите илюстрират еволюционни линии, ограничени до морски среди, въпреки че тези названия представляват различни таксономични рангове. Микроорганизмите са важни компоненти както на океанската биомаса, така и на първичната продукция; делът им зависи от сравняваните организми, местообитания и мярка за биомаса.
Морските организми притежават разнообразни адаптации и взаимоотношения.
Морските организми са приспособени към тъмнината, налягането, температурата, солеността, теченията, оскъдната храна и други условия на околната среда.
Океанският живот включва също симбиоза, биолуминесценция, необичайни стратегии на хранене, сложни жизнени цикли, дълги миграции, взаимоотношения между хищници и плячка, както и много различни начини на размножаване и разпространение.
Планктонът се носи с теченията, нектонът може активно да плува срещу тях, а бентосът живее върху или в дъното. Някои видове принадлежат към различни категории през различни етапи от живота си.
Някои фитопланктонни организми имат маслени капчици, шипове или голяма повърхност спрямо обема, които забавят потъването или им помагат да останат близо до повърхностната светлина. Морските животни използват звук, за да общуват, да възприемат околната среда и да намират храна или партньори. Звукът може да се разпространява надалеч в морската вода там, където полезната светлина вече е отслабнала; това не означава, че звукът се движи по-бързо от светлината.
Жизнените цикли свързват местообитания: планктонните ларви могат да се разселват и да се установяват в нови райони, някои възрастни мигрират, за да се размножават, а някои риби сменят пола си при съзряване или при промяна на социалните условия.
Примери и речник
Много съобщества в топли води имат голямо видово разнообразие въпреки слабата наличност на хранителни вещества. Сезонните полярни цъфтежи могат да поддържат голям брой индивиди от по-малък брой доминиращи видове. Това са полезни сравнения, а не универсални правила за всяко тропическо или полярно местообитание.
Морските слонове имат физиологични приспособления за дълги и дълбоки гмуркания. Някои дълбоководни хищници използват светещи примамки; големите усти и разтегливите стомаси позволяват на други хищници да се възползват от редките възможности за хранене.
Мъжките морски кончета износват ембриони, много корали освобождават гамети във водата, а някои рифови риби сменят пола си. Келпът редува голям стадий, произвеждащ спори, с малки стадии, произвеждащи гамети. Тези примери правят разнообразието от морски жизнени цикли конкретно.
Хранителните мрежи свързват организмите и екосистемите.
Морските организми са свързани чрез хранителни мрежи. Първичните производители улавят енергия, пасищните животни ги консумират, хищниците консумират други организми, а разлагащите организми рециклират материалите.
Следователно промяна в първичните производители, хищниците, плячката, условията на околната среда или местообитанието може да засегне много други части на екосистемата.
Свързани понятия в други принципи
Учебни ресурси
Започнете оттук
Видове
2. Запознайте се с един микроскопичен първичен производител
Използвайте „Prochlorococcus“, за да покажете как микроскопичните първични производители улавят слънчевата светлина и поддържат основните морски хранителни мрежи.
Възможност
3. Изследване на дълбока екосистема без слънчева светлина
Използвайте термалните извори, за да проучите как хемосинтетичните микроорганизми поддържат хранителните мрежи без слънчева светлина.
Инструмент
4. Проследяване на връзките в екосистемата
Използвайте Граф на знанията, за да свържете хранителните мрежи, адаптациите, симбиозата, взаимоотношенията хищник–плячка и условията в екосистемата.
Разгледайте този принцип с помощта на платформата
WebGIS
Сравнете разпространението на видовете и екорегионите, за да проучите как светлината, дълбочината, температурата, хранителните вещества и други условия оформят морските общности.
Граф на знанията
Проследявайте хранителните мрежи, симбиозата, връзките хищник–плячка, адаптациите и връзките в екосистемата в цялата океанска система.
Карти
Използвайте термини като „мутуализъм“, „върховен хищник“ и „термални извори“, за да обсъждате взаимоотношения, трофични роли и необичайни екосистеми.
Избрани видове
Видове
Prochlorococcus
Prochlorococcus показва как микроскопичните първични производители улавят слънчевата светлина и поддържат основните морски хранителни мрежи.
Видове
Косатка
Косатките помагат да се илюстрира горната граница на размера на тялото и трофичното разнообразие в океаните, както и динамиката между хищници и плячка в морските хранителни мрежи.
Видове
Слепа скарида
Слепите скариди помагат за обяснението на принципа, тъй като живеят в екосистеми на дълбоководни хидротермални извори, поддържани от химична енергия, а не от слънчева светлина.
Видове
Копепод
Копеподите помагат да се покаже как малкият зоопланктон свързва микробното производство с по-големите животни чрез пренос на енергия в Хранителната мрежа.
Избрани екорегиони
екорегион
Големият бариерен риф
Отличителни: Този риф съдържа сложни местообитания и голямо разнообразие от взаимодействащи организми.
Свързано с глобалната система: Това помага да се обясни как условията на околната среда и биологичните взаимоотношения могат да поддържат изключително богати морски екосистеми.
екорегион
Хидротермално поле Rainbow
Отличителни: Тази дълбоководна екосистема се поддържа от химична енергия, произхождаща от хидротермална активност.
Свързано с глобалната система: Това показва, че някои морски екосистеми могат да функционират без слънчева светлина, като вместо това разчитат на хемосинтетичен живот.
екорегион
Плумът на река Амазонка
Отличителни: Този морски регион, повлиян от реките, е оформен от сладка вода, хранителни вещества и силни екологични градиенти.
Свързано с глобалната система: Това помага да се обясни как продуктивността, местообитанията за отглеждане на млади екземпляри и биоразнообразието зависят от променящите се условия на околната среда.
Избрани карти
Специални
Мутуализъм
Мутуализмът илюстрира принципа, като показва, че сътрудничеството между видовете може да оформи функционирането на морската екосистема.
Специални
Върховен хищник
„Върховният хищник“ илюстрира принципа, като подчертава динамиката между хищник и плячка и екологичните роли на върховите консуматори.
Възможност
Термални извори
Термалните извори илюстрират принципа, като показват, че екосистемите в дълбокия океан могат да се захранват с химична енергия вместо със слънчева светлина.
Източници и връзки с учебната програма
6–8 клас концептуално съгласуване: Адаптирано от NMEA Ocean Literacy Scope and Sequence под CC BY-NC-SA 4.0.
Адаптирано от CFD на NMEA за принцип 5, класове 6–8 (2021, страница 53 от ръководството). Бележките към източника разграничават оригиналните концепции от адаптациите с уточнения. Задачите за класната стая и връзките в платформата са предложения за преподаване от Blue Biome.
Понятия и връзки в източника
Бележките по-долу са на английски и предават със свои думи съдържанието на източника на NMEA. Те обясняват и уточненията в адаптацията и коригираните препратки.
A · Условията на околната среда определят къде може да съществува океанският живот.
- Environmental factors and biological communities distinguish ocean ecosystems.
A1 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- High productivity supports abundant life where conditions and adaptations permit it.
A2 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- Sunlit, nutrient-supplied waters support much ocean primary production.
A3 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- Photosynthetic microbes are major primary producers.
A4 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- Microbes feed grazers such as zooplankton and clams.
- grazers support larger consumers including fish and baleen whales.
A5 · Някои дълбоководни екосистеми използват химична енергия вместо слънчева светлина.
- Some ecosystems use chemical energy rather than local sunlight for primary production.
Бележки за адаптацията (на английски)
Chemosynthesis does not require local sunlight; avoid implying that every organism at a vent is independent of photosynthetic products.
Прочетете обяснениетоA6 · Някои дълбоководни екосистеми използват химична енергия вместо слънчева светлина.
- Vent and seep microorganisms support chemosynthetic food webs.
Бележки за адаптацията (на английски)
Chemosynthesis does not require local sunlight; avoid implying that every organism at a vent is independent of photosynthetic products.
Прочетете обяснениетоA7 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- The CFD describes six west-coast upwelling regions as the most productive ocean areas.
- Wind-driven offshore transport and Coriolis deflection allow nutrient-rich water to rise.
Бележки за адаптацията (на английски)
Preserve upwelling, seasonal productivity, tolerances, food-web complexity and microbial biomass. Do not present an exact count of productive regions, universal polar supremacy, a uniformly stable ocean, universal trophic-level ranking or an unscoped microbial biomass majority as established facts. These source generalizations are adapted explicitly; species, habitat, season and measurement matter.
Прочетете обяснениетоA8 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- Wind and Coriolis move surface water offshore.
- cold nutrient-rich water rises to replace it.
A9 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- Light, cool water and nutrients support kelp forests and other upwelling ecosystems.
A10 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- Shallow warm-water coral reefs can be productive in nutrient-poor water.
- Coral-algal symbiosis supports productive reefs in nutrient-poor waters.
A11 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- Coral–algal symbiosis supports reef productivity.
A12 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- Shallow brackish estuaries and mangrove detritus support production and nurseries.
A13 · Слънчевата светлина и хранителните вещества поддържат по-голямата част от първичната продукция в океаните.
- The CFD links glacier-melt nutrients and long sunny summers to exceptionally abundant polar life.
Бележки за адаптацията (на английски)
Preserve upwelling, seasonal productivity, tolerances, food-web complexity and microbial biomass. Do not present an exact count of productive regions, universal polar supremacy, a uniformly stable ocean, universal trophic-level ranking or an unscoped microbial biomass majority as established facts. These source generalizations are adapted explicitly; species, habitat, season and measurement matter.
Прочетете обяснениетоA14 · Условията на околната среда определят къде може да съществува океанският живот.
- Light, temperature, pressure, density and chemistry create different horizontal and vertical environments.
A15 · Условията на околната среда определят къде може да съществува океанският живот.
- Environmental gradients create layers, habitats and microhabitats.
A16 · Условията на околната среда определят къде може да съществува океанският живот.
- The CFD describes a relatively stable ocean and narrow environmental tolerances, including corals and larval fish.
Бележки за адаптацията (на английски)
Preserve upwelling, seasonal productivity, tolerances, food-web complexity and microbial biomass. Do not present an exact count of productive regions, universal polar supremacy, a uniformly stable ocean, universal trophic-level ranking or an unscoped microbial biomass majority as established facts. These source generalizations are adapted explicitly; species, habitat, season and measurement matter.
Прочетете обяснениетоA17 · Условията на околната среда определят къде може да съществува океанският живот.
- Adaptations underlie intertidal zonation and distributions within open-water temperature, salinity and density layers.
A18 · Условията на околната среда определят къде може да съществува океанският живот.
- Human changes to conditions affect organisms adapted to earlier conditions.
A19 · Условията на околната среда определят къде може да съществува океанският живот.
- Climate change further alters environmental conditions and communities.
A20 · Хранителните мрежи свързват организмите и екосистемите.
- Food webs connect ocean ecosystems.
A21 · Хранителните мрежи свързват организмите и екосистемите.
- Ocean diversity and life histories create complex food webs, often with more levels than terrestrial ones according to the CFD.
Бележки за адаптацията (на английски)
Preserve upwelling, seasonal productivity, tolerances, food-web complexity and microbial biomass. Do not present an exact count of productive regions, universal polar supremacy, a uniformly stable ocean, universal trophic-level ranking or an unscoped microbial biomass majority as established facts. These source generalizations are adapted explicitly; species, habitat, season and measurement matter.
Прочетете обяснениетоA22 · Хранителните мрежи свързват организмите и екосистемите.
- Changes to organisms or ecosystems can affect other ecosystems.
B · Океанските организми се различават значително по размер и форма.
- Ecosystem diversity supports varied organisms and adaptations.
B1 · Океанските организми се различават значително по размер и форма.
- The ocean contains greater animal phylum diversity than land.
B2 · Океанските организми се различават значително по размер и форма.
- Many major lineages, including echinoderms, comb jellies and cephalopods, are exclusively marine.
Бележки за адаптацията (на английски)
Do not equate differently ranked lineages or confuse sound transmission distance with the speed of light.
Прочетете обяснениетоB3 · Океанските организми се различават значително по размер и форма.
- Marine organisms span microscopic sizes to the largest animals.
B4 · Океанските организми се различават значително по размер и форма.
- The CFD describes most ocean biomass as microscopic microbes.
Бележки за адаптацията (на английски)
Preserve upwelling, seasonal productivity, tolerances, food-web complexity and microbial biomass. Do not present an exact count of productive regions, universal polar supremacy, a uniformly stable ocean, universal trophic-level ranking or an unscoped microbial biomass majority as established facts. These source generalizations are adapted explicitly; species, habitat, season and measurement matter.
Прочетете обяснениетоB5 · Морските организми притежават разнообразни адаптации и взаимоотношения.
- Adaptations respond to sound, density, pressure, patchy food and other conditions.
B6 · Морските организми притежават разнообразни адаптации и взаимоотношения.
- Plankton drift, nekton swim actively and benthos live on or in the bottom.
- Plankton, nekton and benthos distinguish drifting, swimming and bottom-living strategies.
B7 · Морските организми притежават разнообразни адаптации и взаимоотношения.
- Tropical/polar comparisons distinguish diversity, abundance and nutrient supply.
Бележки за адаптацията (на английски)
Preserve upwelling, seasonal productivity, tolerances, food-web complexity and microbial biomass. Do not present an exact count of productive regions, universal polar supremacy, a uniformly stable ocean, universal trophic-level ranking or an unscoped microbial biomass majority as established facts. These source generalizations are adapted explicitly; species, habitat, season and measurement matter.
Прочетете обяснениетоB8 · Морските организми притежават разнообразни адаптации и взаимоотношения.
- Oil droplets, spines and large surface area help some phytoplankton remain near light.
- Oil droplets, spines and large surface area can help phytoplankton remain near light.
B9 · Морските организми притежават разнообразни адаптации и взаимоотношения.
- Sound supports communication, sensing and finding prey and mates.
- it travels far in seawater.
- Marine animals use sound for communication, sensing and finding prey or mates.
Бележки за адаптацията (на английски)
Do not equate differently ranked lineages or confuse sound transmission distance with the speed of light.
Прочетете обяснениетоB10 · Морските организми притежават разнообразни адаптации и взаимоотношения.
- Deep-diving seals, luminous lures and large mouths/stomachs illustrate adaptations to deep water and scarce food.
B11 · Морските организми притежават разнообразни адаптации и взаимоотношения.
- Life histories include dispersing larvae, reproductive migrations and sex change.
B12 · Морските организми притежават разнообразни адаптации и взаимоотношения.
- Seahorses, corals, fish and kelp illustrate varied marine life cycles.
Връзки между понятията (на английски)
Energy sources, grazers and food webs
Upwelling, symbiosis and seasonal productivity
Environmental gradients, tolerance and change
Diversity, adaptation and life histories