Біологія для студентів - 26

Водним середовищем називають таке середовище, в якій вода відіграє важливу роль, як зовнішня середу. Вода займає приблизно 71% поверхню земної кулі:

98% - солона вода,
2% - льоди полярних областей.

0,45% річки, озера, болота, джерела, підземна прісна вода і т.д.

У воді живуть приблизно 150000 видів тварин - близько 7% від відомих нині і 10000 видів рослин - 8%. Найбільша різноманітність видів в тропічних, субтропічних морях на глибині не перевищує 200 - 500 м.

Характерними рисами водного середовища проживання є наступні.

Рухливість води: припливи і відливи, морські течії, рух хвиль і ін .;
Щільність середовища і її в'язкість. Щільність води в 800 разів більше щільності повітряного середовища. Прісна вода має максимальну щільністю при 4оС. В середньому в водної товщі на кожні 10м глибини тиск зростає на 1 атмосферу. Щільність води забезпечує можливість живим організмам спиратися на неї, що особливо важливо для бесскелетних форм. Опорность води служить умовою ширяння в воді;
Наявність поверхневого натягу в результаті якого утворюється тонка плівка - результат притягання молекул рідини. Цим користуються для пересування водні безхребетні (водоміри вертячки), що ковзають по водній поверхні лише прогинаючи воду, утворюючи увігнутий меніск;
Температурний фактор - відрізняється меншим припливом тепла, відносно постійний, мешканці води - стенотерми, дуже небезпечно потепління. Частина теплової енергії, що надходить на поверхню води, відбивається, частина йде на випаровування.

В озерах і ставках в залежності від температури виділяють три шари води:

верхній - епілімніон, температура якого зазнає різких сезонні і добові коливання;
середній, металімніон, шар температурного стрибка, де відзначається різкий перепад температур;
глибоководний (придонний) - гіполімніон, де температура протягом всього року змінюється незначно.

Термодинамічні особливості середовища, такі як висока питома теплоємність, велика теплопровідність і розширення при замерзанні (при цьому лід утворюється лише зверху, а основна маса води не промерзає) створюють сприятливі умови для живих організмів.

Кислотність середовища важливий фактор, нерідко позначається на розподілі організмів. У прісних водоймах кислотність нерідко відчуває значні коливання протягом доби. Морська вода більш лужна і її коливання менш значимі. З глибиною РН зменшується. Водойми з РН 3,7 - 4, 7 - кислі, 6,95 - 7,3 - нейтральні, більше 7,8 - лужні.

Більшість прісноводних риб витримують РН від 5 до 9.

Світловий режим і прозорість води залежать від загальної кількості сонячного світла, що падає на водну поверхню. Частина його відбивається, частина поглинається товщею води. З глибиною змінюється спектральний склад води, оскільки хвилі різної довжини по-різному поглинаються водою.

За загальної мінералізації води поділяються на:

прісні - до 1 г / л;
солонуваті - 1 - 25 г / л;
морської солоності - 26 - 50 г / л;
розсоли - більше 50 г / л.

Солоність є обмежуючим фактором.

Газовий режим визначається в першу чергу концентраціями кисню і вуглекислого газу. Крім них у воді є сірководень, метан та ін.

Вуглекислий газ бере участь у формуванні вапняних скелетних утворень безхребетних тварин, забезпечує фотосинтез водних рослин.

У водному середовищі існування виділяють 3 екологічних групи організмів:

Нектон - сукупність свободноплавающих тварин, що не мають зв'язку з дном водойми - риби, кальмари, китоподібні. Представлений великими тваринами, які здатні перетинати великі відстані і долати опір води. Мають обтічну форму тіла і добре розвинені органи руху. Швидкість пересування кальмарів - 50 км / год, вітрильники - 100-150 км / ч, меч-риба - 130 кмч.
Планктон - сукупність пелагічних організмів, які не володіють здатністю до активного пересування. Як правило це дрібні тварини, які переносяться течіями. Планктон підрозділяється на зоопланктон, фітопланктон, водні бактерії.
Нейстон - організми, які населяють поверхневу плівку води на кордоні з повітряним середовищем. Як правило, це організми в личинкової стадії розвитку. Дорослішаючи вони залишають поверхневий шар, службовець притулком і переміщаються жити в інші шари. До гіпонейстон відносять великих безхребетних, личинки і мальки риб.

Особливою групою водних організмів є глибоководні тварини. Вони як правило незрячих або мають телескопічні очі, посилено розвинені відчутні рецептори, пофарбовані в червоний колір або безбарвні, не мають плавального міхура, як правило мають химерну форму, великі роти, що світяться органи, що розтягуються животи, все, що сприяє поглинанню їжі в темряві. Їх різноманітність пов'язано зі стабільністю екосистем протягом тривалого історичного часу, що дозволило зберегтися древнім видам.

За рухливості все гідробіонти поділяються на:

За способом живлення поділяються на:

За розмірами на: мікро; макро; мезо.

Особливості адаптації тварин до водного середовища.

У нектону і планктону - пристосування, що збільшують плавучість, у бентоса - пристосування до донного способу життя.

У дрібних форм, які живуть в товщі води - редукція скелета, утворення порожнин в скелетних утвореннях, раковинах (радіолярії, різоподи).
Наявність великої кількості води в тканинах - медузи.
Скупчення крапельок жиру в тілі (ночесветки, радіолярії), великі скупчення жиру - ракоподібні, риби, китоподібні.
Наявність плавальних міхурів, наповнених газом у риб.
Розвиток повітроносних порожнин.
Збільшення площі поверхні тіла у планктону.
Розташування дихального отвору. Наприклад, у дельфінів в тім'яної частини голови, що дозволяє зробити вдих не забарився руху.
Використання поверхневого натягу води для руху - водоміри, жуки-вертячки.
Активне плавання за допомогою війок (інфузорія туфелька, інфузорія- трубач), джгутиків (Евглена зелена), згинання тіла (міноги, міксин, вугор), реактивним способом за рахунок енергії викидається струменя (головоногі молюски, наутилус), переміщення за допомогою ложноножек (саркодові ), спеціалізованих плавальних кінцівок (плавники риб, ласти ссавців).
Обтічна форма тіла у активно плаваючих.
Покриття тіла слизом, що зменшує тертя.
Деякі риби здатні до польоту (летюча риба, клінобрюшка) на відстань до 400 м.
Тільки у водному середовищі зустрічаються нерухомі, провідні прикріплений спосіб життя тварини: гидроиди, коралові поліпи, морські лілії, двостулкові молюски та ін. У них розгалужена форма тіла, добре розвинені зябра, незначна плавучість.
У глибоководних специфічні риси, про які йшлося раніше.
Пристосування форми тіла, що маскують під предмети навколишнього середовища (риба-голка, морський коник, риба-лист, ськорпеновиє).
Наявність серединної лінії у риб - орган, спеціалізований для водного середовища.

Складний механізм водно-сольового обміну. Наявність спеціальних органів для видалення надлишку води: пульсуючі вакуолі, органи виділення.
Видалення солей у морських організмів через зяброві пелюстки.
Ротовий апарат цедильного типу (кишковопорожнинні, молюски, ланцетник, голкошкірі, ракоподібні). Виконують важливу роль в очищенні водойм.
Яка вловлює звуки (до ультразвуку). Здатність до ехолокації.
Здатність до генерування електрики (електричний скат, електричний вугор).
Наявність розвинених хеморецепторів.

Вертикальні переміщення (добові, для нересту, полювання).
Горизонтальні переміщення (нерестові, зимувальні, нагульні).
Здатність до будівництва (павук-Серебрянка, восьминоги, личинка ручейника).
Специфічну поведінку жителів пересихаючих водойм, здатних переносити тривалі періоди без води в стані гипобиоза (зниженої життєдіяльності).

Умови середовища в прісних водах різко відрізняються від морських і характеризуються перш за все строкатістю і великим розмахом коливань. На відміну від Світового океану, всі частини якого повідомляються між собою і в цілому являють єдиний басейн, прісні водойми роз'єднані. Прямих зв'язків між тваринами, що населяють їх, може взагалі не бути, як це спостерігається, наприклад, між басейнами річок, ізольованими вододілами. Тільки з прісними водами пов'язані земноводних е. Проте прісноводна фауна походить від морської, і вселення тварин з моря в річки і озера триває і зараз.

При всій відмінності прісноводних басейнів їм властиві загальні фактори середовища, що впливають на поширення в них живих організмів. Такими насамперед є хімізм, температура, наявність або відсутність руху води. На відміну від моря в прісних водоймах тиск практично не грає великої ролі.

Температурний режим континентальних водойм визначається широтою місцевості і її кліматом. Крім того, різкі температурні скачки можуть спостерігатися в одному і тому ж водоймі. Тому більшість мешканців внутрішніх вод відноситься до Еврітермние організмам.

Світло в прісних водоймах завдяки їх переважної мілководності не грає особливої ролі. Зазвичай він проникає до дна і обумовлює розвиток багатої водної рослинності. Остання поставляє велику кількість кисню і служить кормовою базою для рослиноїдних тварин. Тільки в глибоких озерах типу Байкалу існує справжня абісопелагіаль.

З механічних чинників в прісноводних басейнах при відсутності припливів і відливів і ослабленні хвилювання вельми істотні течії. Прісноводні тварини дуже чутливі до швидкості руху води і в зв'язку з цим поділяються на мешканців текучих вод - реофіл і любителів стоячої води - лімнофіли.