Экологические группы гидробионтов

В океане вместе с входящими в него морями различают преж­де всего две экологические области; толщу воды — пелагиаль и дно — бенталь. В зависимости от глубины бенталь делится на суб­литоральную зону — область плавного понижения суши до глуби­ны примерно 200 м, батиальную — область крутого склона и абис­сальную зону' —область океанического ложа со средней глубиной 3—6 км. Еще более глубокие области бентали, соответствующие впадинам океанического ложа, называют ультраабиссалью. Кром­ка берега, заливаемая во время приливов, называется литоралью. Выше уровня приливов часть берега, увлажняемая брызгами при­боя, получила название супралиторали.

Естественно, что, например, обитатели сублиторали живут в ус­ловиях относительно невысокого давления, дневного солнечного освещения, часто довольно значительных изменений температур­ного режима. Обитатели абиссальных и ультраабиссальных глу­бин существуют во мраке, при постоянной температуре и чудо­вищном давлении в несколько сотен, а иногда и около тысячи ат­мосфер. Поэтому одно лишь указание на то, в какой зоне бентали обитает тот или иной вид организмов, уже говорит о том, какими общими экологическими свойствами он должен обладать. Все на­селение дна океана получило название бентоса.

Организмы, обитающие в толще воды, или пелагиали, относятся к пелагосу. Пелагиаль также делят на вертикальные зоны, соот­ветствующие по глубине зонам бентали: эпипелагиаль, батипела-гиаль, абиссопелагиаль. Нижняя граница эпипелагиали (не более 200 м) определяется проникновением солнечного света в количест­ве, достаточном для фотосинтеза. Зеленые растения глубже этих зон существовать не могут. В сумеречных батиальных и полных мрака абиссальных глубинах обитают лишь микроорганизмы и животные. Разные экологические зоны выделяются и во всех дру­гих типах водоемов: озерах, болотах, прудах, реках и т. д. Разно­образие гидробионтов, освоивших все эти места обитания, очень велико.

В связи с резким градиентом давления в водоемах гидробионты в целом значительно более эврибатны по сравнению с сухопутными организмами. Некоторые виды, распространенные на разных глубинах, переносят давление 6т нескольких до сотен атмосфер. Например, голотурии рода Elpidia, черви Priapulus caudatus оби­тают от прибрежной зоны до ультраабиссали. Даже пресновод­ные обитатели, например туфельки, сувойки, жуки-плавунцы и др., выдерживают в опыте до 6-10⁷ Па (600 атм).

Однако многие обитатели морей и океанов относительно стериобатны и приурочены к определенным глубинам. Стенобатность ча­ще всего свойственна мелководным и глубоководным видам. Толь­ко на литорали обитают кольчатый червь пескожил Arenicola, мол­люски морские блюдечки (Patella). Многие рыбы, например из группы удильщиков, головоногие моллюски, ракообразные, пого­нофоры, морские звезды и др. встречаются лишь на больших глу­бинах при давлении не менее 4-10⁷—5-10⁷ Па (400—500 атм).

Плотность воды обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм. Опорность среды служит условием парения в воде, и многие гидробионты приспо­соблены именно к этому образу жизни. Взвешенные, парящие в воде организмы объединяют в особую экологическую группу гидробионтов — планктон.

В составе планктона — одноклеточные водоросли, простейшие, медузы, сифонофоры, гребневики, крылоногие и киленогие моллю­ски, разнообразные мелкие рачки, личинки донных животных, икра и мальки рыб и многие другие. Планктонные организмы об­ладают многими сходными адаптациями, повышающими их плаву­честь и препятствующими оседанию на дно. К таким приспособле­ниям относятся:

1) общее увеличение поверхности тела за счет уменьшения размеров, сплющенности, удлинения, развития много­численных выростов или щетинок, что увеличивает трение о воду;

2) уменьшение плотности за счет редукции скелета, накопления в теле жиров, пузырьков газа и т. п. У одноклеточных диатомовых водорослей запасные вещества отлагаются не в виде тяжелого крахмала, а в виде жировых капель. Ночесветка Noctiluca отлича­ется таким обилием газовых вакуолей и капелек жира в клетке, что протоплазма в ней имеет вид тяжей, сливающихся только вокруг ядра. Воздухоносные камеры есть и у сифонофор, ряда медуз, планктонных брюхоногих моллюсков и др.

Одноклеточные водоросли (фитопланктон) парят в воде пас­сивно, большинство же планктонных животных способно к ак­тивному плаванию, но в ограниченных пределах. Планктонные организмы не могут преодолевать течения и переносятся ими на большие расстояния. Многие виды зоопланктона способны, одна­ко, к вертикальным миграциям в толще воды на десятки и сотни метров как за счет активного передвижения, так и за счет регу­лирования плавучести своего тела. Особую разновидность планк­тона составляет экологическая группа нейстона — обитатели по­верхностной пленки воды на границе с воздушной средой.

Плотность и вязкость воды сильно влияют на возможность ак­тивного плавания. Животных, способных к быстрому плаванию и преодолению силы течений, объединяют в экологическую группу нектона. Представители нектона рыбы, кальмары, дельфины. Быстрое движение в водной толще возможно лишь при наличии обтекаемой формы тела и сильно развитой мускулатуры. Торпедовидная форма вырабатывается у всех хороших пловцов неза­висимо от их систематической принадлежности и способа движе­ния в воде: реактивного, за счет изгибания тела, с помощью ко­нечностей.

Способы ориентации животных в водной среде. Жизнь в по­стоянных сумерках иди во мраке сильно ограничивает возмож­ности зрительной ориентации гидробионтов. В связи с быстрым" затуханием световых лучей в воде даже обладатели хорошо раз­витых органов зрения ориентируются при их помощи лишь на близком расстоянии.

Звук распространяется в воде быстрее, чем в воздухе. Ориен­тация на звук развита у гндробшитов в целом лучше» чем зри­тельная. Ряд видов улавливает даже колебания очень низкой частоты (инфразвуки), возникающие при изменении ритма волн, и заблаговременно спускается перед штормом из поверхностных слоев в более глубокие (например, медузы). Многие обитатели водоемов — млекопитающие, рыбы, моллюски, ракообразные —са­ми издают звуки. Ракообразные осуществляют это трением друг о друга различных частей тела; рыбы — с помощью плавательного пузыря, глоточных зубов, челюстей, лучей грудных плавников и другими способами. Звуковая сигнализация служит чаще всего для внутривидовых взаимоотношений, например для ориентации в стае, привлечения особей другого пола и т. п., и особенно развита у рбитателей мутных вод и больших глубин, живущих в темноте.

Ряд гидробионтов отыскивает пищу и ориентируется при по­мощи эхолокации — восприятия отраженных звуковых волн (ки­тообразные). Многие воспринимают отраженные электрические импульсы, производя при плавании разряды разной частоты. Известно около 300 видов рыб, способных генерировать электриче­ство и использовать его для ориентации и сигнализации. Пресно­водная рыбка ^водяной слон (Mormyrus karmume) посылает до 30 импульсов в секунду, обнаруживая беспозвоночных, которых она добывает в жидком иле без помощи зрения. Частота разрядов у некоторых морских рыб доходит до 2000 импульсов в секунду. Ряд рыб использует электрические поля также для защиты и на­падения (электрическжй скат, электрический угорь и др.).

Для ориентации в глубине служит восприятие гидростатиче­ского давления. Оно осуществляется при помощи статоцистов, га­зовых камер и других органов.

Наиболее древний способ ориентации, свойственный всем вод­ным животным,— восприятие химизма среды. Хеморещеиторы мно­гих гидробионтов обладают чрезвычайной чувствительностью. В тысячекилометровых миграциях, которые характерны для мно­гих видов рыб, они ориентируются в основном по запахам, с поразительной точностью находя места нерестилищ или нагула. Экспериментально доказано, например, что лососи, искусственно лишенные обоняния, не находят устья своей реки, возвращаясь на нерест, но никогда не ошибаются, если могут воспринимать запахи. Тонкость обоняния чрезвычайно велика у рыб, совершаю­щих особенно далекие миграции. Например, угри, кормящиеся в европейских реках, а нерестящиеся у берегов Центральной Аме­рики, реагировали в опытах на этиловый спирт при концентрации его в воде, равной 1 г на 6 тыс. км³.

Фильтрация как тип питания. Некоторые гидробионты обла­дают особым характером питания—это отцеживание или осажде­ние взвешенных в воде частиц органического происхождения и многочисленных мелких организмов Такой способ питания, не требующий больших затрат энергии на поиски добычи, характе­рен для пластинчатожаберных моллюсков, сидячих иглокожих, полихет, мшанок, асцидий, планктонных рачков и др. Животные-фильтраторы выполняют важнейшую роль в биологической очист­ке водоемов. Мидии, обитающие на площади 1 м², могут прого­нять через мантийную полость 150—280 м° воды за сутки, осаждая взвешенные частицы. Пресноводные дафнии, циклопы или самый массовый в океане рачок Calanus finmarchicus отфильтровывают в день до 1,5 л воды на особь. Литоральная зона океана, особен­но богатая скоплениями фильтрующих организмов, работает как эффективная очистительная система.

Специфика приспособлений к жизни в пересыхающих водоемах. На Земле существует много временных, неглубоких водоемов, возникающих после разлива рек, сильных дождей, таяния снега и т. п. В этих водоемах, несмотря на краткость их существования, поселяются разнообразные гидробионгы. Общими особенностями обитателей пересыхающих бассейнов являются способности давать за короткие сроки многочисленное потомство и переносить дли­тельные периоды без воды. Представители многих видов при эгом закапываются в ил, переходя в состояние пониженной жиз­недеятельности— гипобиоза. Так ведут себя щитни, ветвистоусые рачки, планарии, малощетинковые черви, моллюски и даже ры­бы— вьюн, африканский протоптерус и южноамериканский лепи­досирен из двоякодышащих. Многие мелкие виды образуют цисты, выдерживающие засуху,—таковы солнечники, инфузории, корне­ножки, ряд веслоногих рачков, турбеллярий, нематоды рода Rhab-ditis. Другие переживают неблагоприятный период в стадии высо­коустойчивых яиц. Наконец, некоторым мелким обитателям пере­сыхающих водоемов присуща уникальная способность высыхать до состояния пленки, а при увлажнении возобновлять рост и раз­витие. Способность переносить полное обезвоживание организма выявлена у коловраток родов Callidina, Philodina и др., тихоходок Macrot>iotus, Echiniscus, нематод родов Tylenchus, Plectus, Cepha-lobus и др. Эти животные населяют микроводоемы в подушках мхов и лишайников и адаптированы к резким изменениям ре­жима влажности.

Поиск по сайту: