Еколого-біологічні основи вивчення безхребетних водних біоценозів

Основними типами континентальних водойм є річки, озера, ставки, тимчасові водойми, струмки та ін.

Кожна окрема водойма характеризується певними зональними, фізико-хімічними особливостями. Більш того, навіть окремі ділянки водойми відрізняються глибиною, температурою, кисневим режимом, швидкістю течії, вітровим перемішуванням, розвитком водної рослинності та низкою інших показників. Всі вони взаємопов’язані і формують загальний екологічний фон місцеіснування як цілісної системи.

Річки - це водойми, водна маса яких переміщується від витоків до гирла внаслідок різниці їх положення над рівнем моря, тобто під впливом сили тяжіння. Найбільше значення для мешканців річок серед абіотичних факторів мають рівень і паводковий режими, швидкість течії, прозорість, температура і сольовий склад води, а для мешканців дна - характер грунту. У поперечному перерізом річки виділяють її прибережну частину (ріпаль), серединну (медіаль), ділянка з найбільшою швидкістю течії (стрижень) і вільну товщу води. В напрямку від витоку до гирла розрізняють верхню, середню і нижню течію.

Озера являють собою проточні водойми різної величини, форми і походження. Це досить складні прісноводні екологічні системи. У них розрізняють водну масу (пелагічну область або пелагіаль), дно глибоководної області (профундаль) і колобережну область з заростями рослин (літораль). У кожній з цих областей створюються певні умови і, отже, формуються специфічні комплекси безхребетних.

До провідних факторів абіотичного середовища в озерах відносяться рух води, температура, світло, розчинені у воді речовини і характер грунтів. Профундаль характеризується недостатньою освітленістю і прогріванням, відсутністю або слабким розвитком тут рослинності. Для літоралі характерні різкі добові та сезонні коливання температури, активна аерація і проникнення світла до самого дна. Все це створює умови для масового розвитку зелених водоростей і водних тварин, що відрізняються різноманітністю видів і високою їх чисельністю.

Ставок являє собою невелику, як правило, неглибоку водойму. Він може виникнути природним шляхом (в результаті заповнення водою природних знижень рельєфу) або при створенні греблі або загати на річці, струмку.

Природні ставки по суті своїй є озера, що не мають пелагічної області, тобто літораль в них поширюється по всій площі. Ставок інтенсивно прогрівається і освітлюється, що обумовлює хороший кисневий режим, розвиток фітопланктону і вищої водної рослинності, різноманітність і високу чисельність водних тварин. У ставках, як і в неглибоких озерах, на дні скупчується багато органічних частинок, тому грунти мулові.

Тимчасові водойми утворюються в результаті скупчення води в зниженнях грунту після танення снігів, рясних літніх дощів, а також заповнення водою колії лісових доріг, пнів і дупел дерев. Вода в них буває дуже холодною, але потім швидко прогрівається. Такі водойми, за невеликим винятком, існують недовго. Крім короткочасності для таких водойм характерно різке коливання протягом доби температурного і газового режимів, значний вплив вітрового перемішування. У тимчасових водоймах живуть, перш за все, види, здатні в несприятливий період (пересихання водоймища та його промерзання взимку) утворювати цисти, яйця, вкриті міцними оболонками.

Струмки беруть початок від озер, боліт або ключів. Основна властивість - плинність водойми. Фауна в струмках в значній мірі визначається населенням джерела струмка. Крім того, фауна струмка залежить від глибини, грунту, швидкості течії, кисневого та температурного режимів. У струмку розрізняють 5 стацій: вільну воду, тихі заводі, зарості мохів, камені на дні, дно, позбавлене каменів.

Водойми слід розглядати як цілісні системи, в якій компоненти знаходяться у взаємних відносинах. Це дозволяє краще побачити і зрозуміти функціональне значення кожного виду. З огляду на таку складність водних угруповань, функціональну залежність одних гідробіонтів від інших і від абіотичного середовища, доцільно вивчення водних організмів проводити за біотопічним принципом. Тим більше, що населення навіть невеликої водойми (наприклад калюжі) складається з представників різних систематичних груп.

З позицій гідроекології розглядаються водні просторові угруповання тварин, окреслені вертикальною і горизонтальною зональністю вод.

Перший горизонт - це товща води - пелагіаль. Пелагічна фауна склалася як певний набір життєвих форм за типами, засобами живлення та засобами руху. За характером харчування в пелагіалі розрізняють такі життєві форми, як мікрофаги і макрофаги.

Мікрофаги - це седиментатори і фільтратори. Обидва способи харчування відносно пасивні і не формують активних пошукових поведінкових реакцій. Макрофаги - хижаки - виявляють жертву, утримують і проковтують здобич. Тут дуже важлива їх здатність переміщатися в просторі.

У пелагіалі виділяються дві групи життєвих форм за ступенем рухливості - планктон і нектон.

Планктонна життєва форма орієнтована на проходження життєвого циклу в невеликому об’ємі води. Це в основному мікроскопічні організми. Їх адаптації зводяться або до ширяння в товщі води, або до плавання, але без здатності протистояти течії. Це найпростіші, дрібні рачки, коловертки і т.п.

Нектон життєва форма, орієнтована на протистояння течії. Це активні пловці.

Поверхнева плівка - нейсталь - мало придатна для прикріплення та постійного перебування тварин. Тут майже відсутні облігатні форми. Спеціальні морфологічні та поведінкові пристосування до життя на межі води і повітря забезпечують перенесення надлишку сонячної радіації, використання атмосферного кисню, ковзання по поверхневій плівці (клопи-водоміри, жуки-вертячкі та ін.)

Біля поверхневої плівки складаються сприятливі умови для живлення гетеротрофів. Тут підвищений вміст розчиненої органіки, більш доступної для перетравлення. На цій основі розвивається багате бактеріальне населення, яке використовують в їжу тварини (рачки, молюски, найпростіші). Цей комплекс організмів складає гіпонейстон (використовують плівку знизу).

Дно водоймища (бенталь) формує найбільш багату і різноманітну фауну водного середовища - бентос. Для донних мешканців існує два основних джерела живлення: їжа, що знаходиться на дні, і їжа, що знаходиться в товщі води. Тому ряд організмів використовує пелагічні способи харчування - седиментацію, фільтрацію, хижацтво, скобління.

До головних абіотичних факторів належать грунтові (його щільність, структура, хімічний склад). Адаптація до глибини, грунту, течією, температурі, осушення та інших факторів створює дуже велику різноманітність життєвих форм бенталі.

В залежності від способу життя бентос поділяється на п’ять груп:

1. Прикріплені організми (губки, моховинки та ін) не мають кінцівок (або вони виконують іншу функцію), органи зору і рівноваги. Разом з тим у них добре розвинені органи дотику.

2. Організми що закопуються (ендобентос) - це тварини, що живуть в ходах або в захисних трубочках. Закопуються черви, личинки комах, черевоногі та двостулкові молюски.

3. Тварини, що живуть на поверхні грунту (ектобентос), відрізняються широким, сплощеним тілом. Для укриття будують притулки, мають на тілі шипи, голки, маскуються під фон середовища. Вони вільно пересуваються по дну. Органи руху таких тварин різноманітні.

Важливою життєвою ознакою гідробіонтів є відношення до плинності вод. За відношенням до плинності виділяють реофілів (мешканців швидких текучих річкових і струмкових вод) і стагнофілів (віддають перевагу непроточним водоймам).

За відношенням до типу грунтів розглядають псамофілів (мешканці піщаних грунтів), пелофілів (населення мулів), літофілів (населення каменів), аргілофілів (мешканці глинистих грунтів).

Організми пелагіалі, бенталі, гіпонейсталі - це гідробіонти зі схожим газообміном, виділенням, розмноженням і розвитком. Їм протистоять аеробіонти- мешканці повітряного середовища, що мають адаптації для розвитку зародка поза водою.

Аеробіонти на межі вода-повітря формують фауністичний комплекс поверхні води - епінейстон та гіпонейстон. В епінейстоні присутні або детритофаги (ногохвістки) або хижаки (водоміри - павуки). За характером руху серед них зустрічаються стрибаючі (ногохвістки) або ковзаючі поверхнею (водоміри).

Вивчення мешканців водойм слід починати з візуального обстеження поверхневої плівки води. Тут виявляються ковзаючі по плівці (зверху знизу) хижі клопи-водоміри, жуки-вертячки, личинки лялечки двокрилих і жуків, легеневі молюски.

На підводних і надводних частинах водних рослин (особливо на нижній стороні великого плаваючого листя) мешкають гідри, планарії, п’явки, личинки комах. Тут зустрічаються кладки яєць різних безхребетних. Пазухи листя слугують притулком водяних віслюків молюсків, личинок комах.

На занурених у воду предметах (каменях, корчах т.п.) мешкають в основному форми, що прикріпляються до субстрату і протистоять силі руху води. До них відносяться губки, п’явки, планарії, моховинки, черевоногі та двостулкові молюски, бокоплави, личинки комах. Як правило, обстеження водойм здійснюється від колобережної зони, тому можна досить багато відомостей отримати про мешканців дна. На поверхні грунту помітні кліщі ракоподібні, олігохети, молюски, личинки та імаго комах.

Після візуального обстеження водойми приступають до збору матеріалів, який може здійснюватися якісними і кількісними знаряддями лову. Основна відмінність між ними в тому, що кількісні знаряддя лову дозволяють оцінити обсяг обстеженої води або площа грунту і, отже, кількість мешканців водойми на одиницю об’єму (для планктону) або площі (для зообентосу).

Збір може проходити з прибережної частини або з човна. В останньому випадку найчастіше використовуються кількісні знаряддя збору (планктонні і нейстонні мережі, дночерпателі, драги тощо). Робота з цими знаряддями лову детально розглядається у гідробіологічних методиках.

Якісні знаряддя лову з поверхні і товщі води - це сачки, сітки. Збір такими знаряддями дозволяє отримати достатній за різноманітністю форм і чисельності улов і цілком відповідає завданням польової практики.

Водний сачок складається з мішка, виготовленого з комірчастої тканини, яка не злипається у воді (млиновий газ, капрон тощо), прикріпленого до металевого обруча (діаметр 25-30 см) на палиці довжиною до 1,5 м. (рис.2.8)

При вибірках мешканців поверхневої плівки води обловлюється самий поверхневий шар. При зборі мешканців товщі води сачок (з берега) занурюють у воду і обловлюють товщу води. Потім сачок виймають (отвором вгору), організми із стінок мішка змивають в конус сачка (без зачерпування води), який потім вивертається і споліскується в заздалегідь приготовлену ємність, заповнену водою з досліджуваної водойми. У щоденниках польової практики описується, стація, дата, час, погодні й інше, що звертає на себе увагу.

У лабораторії частину зібраного під час екскурсії живого матеріалу поміщають до кристалізаторів або до інших зручних ємностей. Живий матеріал слугуватиме для спостережень за будівельнім поведінкою тварин, за харчування і харчовим поведінкою, за характерним способом руху (наприклад, коловерток, кладоцер, копепод, коретру, клопів-водомерок), за способами прикріплення до субстрату (п’явок, волохокрильців), за роботою фільтраційного і навколоротового апаратів та ін.

Решта матеріалу фіксується 4%-ним формаліном або 70%-ним спиртом для наступної камеральної обробки: виявлення видового складу планктону, морфо-адаптаційних особливостей досліджуваних життєвих форм, для роботи з мікроскопом і бінокуляром, знайомства з устаткуванням для рахунків.

При зборах з субстратів (камені, корчі і т.п.) їх піднімають з дна, відразу підстилаючи під них відрізок газу, щоб уникнути втрати не прикріплених організмів. Матеріал збирають до пробірки, а скальпелем обережно зрізають прикріплені форми. Для кількісного обліку звичайно замальовують контури субстрату, заміряючи їх для обчислення площі.

Збір організмів, що мешкають в грунті, здійснюють за допомогою шкребків, драг, дночерпателів. Шкребок являє собою різновид сачка, тільки з нижньої сторони під кутом 45 прикріплюється металевий ніж шириною 3 см, довжиною 13-20 см. До ободу пришивається мішок з газу. Під час вибірок шкребок занурюється до дна ножем вниз. Потім він виймається і промивається водою, поки не перестане стікати з конуса мішка каламутна вода. Залишки грунту з організмами поміщають до поліетиленового пакету з етикеткою, на якій вказується, де і коли був узятий грунт. У лабораторії здійснюється вибірка зібраного матеріалу. Вибрані організми поміщають до чашки Петрі під бінокуляр і розбирають по групах (окремо п’явки, олігохети, нематоди, веслоногі, ракушкові, гілковусі раки, водні кліщі й павуки, клопи, личинки хірономід, двокрилих, бабок, і т.д.).

Після сортування організми визначають за видовою належністю, підраховують, зважують, замальовують зовнішній вигляд, характерні систематичні ознаки. Кожному певного виду дається систематичне положення і характеристика. Визначені види фіксують 4%-ним формаліном або 70% спиртом і етикетують.

Особливості транспортування водних безхребетних. Виловлені водні безхребетні можуть відрізнятись розмірами, міцністю покривів, хижацтвом. Перш за все, до окремих ємностей перекладають хижаків. Довгим пінцетом або акваріумним сачком вибирають плавунців і їх личинок, крупних личинок бабок, п’явок, деяких водних клопів. Вслід за хижаками відокремлюють тварин з ніжним і м’яким тілом (дрібних личинок комах, черв’яків і т. п.).

Черевоногі молюски також повинні знаходитися в окремих банках: слиз, що виділяється равликами, може забруднити інших тварин. Двостулкових молюсків переносять без води в будь-яких мішечках або коробках. У кожну ємність кладуть тимчасову етикетку, написану олівцем.

Питання для самоперевірки:

1. Які загальні особливості польового вивчення безхребетних за еколого-фауністичним принципом?

2. У чому полягають особливості польового вивчення грунтових безхребетних?

3. У чому полягають особливості польового вивчення хортобіонтів?

4. У чому полягають особливості польового вивчення тамно-дендробіонтів?

5. У чому полягають особливості вивчення водних безхребетних?

Поиск по сайту: