ВОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ

РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ. ЛЮДИНА І БІОСФЕРА

§26. ВОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ ІСНУВАННЯ

Що таке анабіоз? Чим обумовлена висока теплоємність води?

Водне середовище існування за своїми умовами значно відрізняється від наземно-повітряного. Вода має високу густину, менший вміст кисню, значні перепади тиску. До того ж, водойми різних типів відрізняються концентрацією солей, швидкістю течії тощо. Мешканці водойм – гідробіонти (від грец. хідор – вода та біонтос – той, що живе) – виробили пристосування як до існування у водному середовищі

взагалі, так і до певного типу водойм або зони Світового океану (мал. 110-113). Світовий океан утворений власне океаном та периферичними частинами – морями. Його середня глибина становить 3 760 м, а максимальна – 11 024 м.

Які є екологічні групи гідробіонтів? Гідробіонти заселили всі зони Світового океану. Ті з них, які мешкають у товщі води, входять до складу планктону або нектону. Планктонні (від грец. планктос – блукаючий) організми (деякі бактерії, ціанобактерії, водорості, найпростіші, медузи, дрібні ракоподібні, личинки риб) не здатні протидіяти течіям, тому розносяться ними на великі відстані. їхні

пристосування до існування в товщі води пов’язані з забезпеченням плавучості: дрібні розміри, різноманітні вирости, зменшення щільності тіла (полегшення скелетних елементів, наявність газових вакуолей, жирових включень тощо) (мал. 110).

Нектонні (від грец. нектос – плаваючий) організми (більшість риб, головоногих молюсків, китоподібні) здатні активно пересуватись у товщі води, незалежно від напрямку течії. Вони мають обтічну форму тіла і добре розвинені органи руху (мал. 111).

До складу бентосу (від грец. бентос – глибина) входять організми, які мешкають на поверхні або в товщі дна водойм (форамініфери, коралові поліпи, круглі та малощетинкові черви, деякі молюски і ракоподібні, голкошкірі, придонні риби, деякі водорості, бактерії). Ці організми мають пристосування для пересування по дну водойм або прикріплення до нього, часто здатні закопуватись у його товщу.

Організми, які оселяються на різних субстратах у товщі води (дно кораблів, гідротехнічні споруди тощо), відносять до перифітону (від грец. пери – навколо і фітон – рослина) (деякі губки, водорості, вусоногі ракоподібні). Такі організми мають різні пристосування для прикріпленого способу життя. їхнє поширення забезпечують певні фази життєвого циклу (личинки, спори тощо). Своєрідну групу – нейстон (від грец. нейстос – плаваючий) – становлять організми, які мешкають на межі повітряного і водного середовища. При цьому одні з них більше пов’язані з повітряним (наприклад, клопи-водомірки): вони пересуваються по поверхневій плівці, використовуючи силу поверхневого натягу води. Цьому сприяє і не – змочуваність їхнього тіла. Інші ж більше пов’язані з водним середовищем, їхнє тіло спирається на водну плівку знизу або підвішується до неї (деякі бактерії, найпростіші, ракоподібні, комахи та їхні личинки, молюски, личинки і молодь риб).

Мал. 110. Організми, що входять до складу планктону:

1 – медуза; 2 – рачок-циклоп

Які основні властивості водного середовища? Різні зони Світового океану відрізняються за характером дії екологічних факторів, серед яких провідна роль належить температурі, освітленості, тиску, газовому складу і солоності води, рельєфу дна.

Висока теплоємність води на відміну від повітря зумовлює значно менші коливання температури в її поверхневих шарах (мал. 114). Так, протягом року коливання температури в поверхневих шарах Світового океану не перевищує 10-15° С. На великих глибинах температура стала: від 1,5° С до 2° С. Але водойми різних типів значно відрізняються за своїм температурним режимом.

Освітленість водойм швидко зменшується зі збільшенням глибини. Як правило, на глибинах понад 250 м фотосинтезуючі організми існувати не можуть. На максимальній глибині (268 м) виявлено лише червоні водорості, здатні вловлювати розсіяне світло.

На глибини понад 1500 м світло взагалі не проникає. Деякі глибоководні організми (кишковопорожнинні, ракоподібні, молюски, риби) здатні самі виробляти світло за рахунок окиснення певних ліпідів. Це явище називають біолюмінесценцією (від грец. біос – життя і лат. люмен – світло). Світлові сигнали дають змогу глибоководним організмам збиратися в табуни, знаходити особин протилежної статі при розмноженні тощо (мал. 112).

Оскільки вода поглинає промені світла, то навіть організми з добре розвиненими органами зору (головоногі молюски, риби, китоподібні) бачать лише на незначній відстані. Тому для спілкування, орієнтації в просторі, пошуку їжі вони використовують звукові, електричні, хімічні способи передавання та отримання інформації.

Мал. 111. Організми, що входять до складу нектону:

1 – кальмар; 2 – карась

Мал. 112. Риби-вудильники з органами – принадами, що світяться

Мал. 113. Структура біоценозу озера

Водойми різних типів відрізняються за сольовим складом води. В океанічній воді солоність відносно стала – 34-35 %о*.

Оскільки вміст солей у воді впливає на їх надходження в організм, то цей чинник обмежує поширення гідробіонтів. Якщо мешканці прісних водойм вимушені виводити надлишок води з організму (одноклітинні – за допомогою скоротливих вакуолей, багатоклітинні тварини – органів виділення), то солоних – зберігати її (наприклад, завдяки непроникним для води покривам). Лише деякі види можуть мешкати в широкому діапазоні солоності води (наприклад, рачки-артемії).

Кисень, який міститься у воді, надходить туди з атмосферного повітря, а також виділяється фотосин – тезуючими організмами, що мешкають у верхніх шарах водойм. Із збільшенням глибини концентрація кисню у воді знижується. Тож глибоководні організми пристосувалися до існування в умовах дефіциту кисню.

*Символом %о позначають проміле – десяту частку відсотка; 1 %о відповідає вмісту 1 г солей в 1 л води.

Мал. 114. Температурний режим прісного озера помірної зони:

1 – зима; 2 – літо

Густина води – один із провідних факторів водного середовища існування. З нею пов’язаний тиск: при зануренні на кожні 10 м він зростає приблизно на 1 атмосферу, на великих глибинах він може перевищувати 1 000 атмосфер. Тому гідробіонти пристосовані до існування на певних глибинах і лише окремі види (деякі черви, голкошкірі) здатні існувати від припливно-відпливної зони до глибин у кілька тисяч метрів.

На життя гідробіонтів впливає і в’язкість води. Більша в’язкість солоної води порівняно з прісною полегшує ширяння організмів у її товщі.

Пересування водних мас зумовлене положенням Землі відносно Сонця і Місяця відносно Землі (припливи і відпливи), земним тяжінням (течія річок), впливом вітру тощо. Рух води забезпечує міграції гідробіонтів і переміщення кормової бази. Організми, які мешкають у припливно-відпливній зоні, мають особливі пристосування. Під час відпливу вони закопуються в пісок, ховаються у черепашках, будиночках (кільчасті черви, молюски, вусоногі раки) або мігрують у відкрите море (медузи). Певні пристосування мають і організми, які мешкають у прісних водоймах зі швидкою течією (водорості, райдужна форель, личинки комах).

Як гідробіонти пристосовуються до пересихання водойм? Організми, які населяють водойми, що періодично пересихають, пристосовані до переживання періодів відсутності води. Як правило, вони мають короткі періоди розвитку, за які здатні значно збільшити свою чисельність. Посушливий період вони переживають у неактивному стані (фази яйця, цист, спор тощо). Наприклад, яйця рачків-щитнів у висушеному стані можуть не втрачати життєздатності до 8 років.

Під час посушливого періоду деякі організми можуть закопуватись у дно (війчасті та малощетинкові черви, водяні комахи та їхні личинки, деякі риби тощо), іноді утворюючи зовнішню захисну оболонку.

Так, дводишна риба – африканський лусковик – здатна закопуватися в мул до 1 м завглибшки. Навколо себе вона утворює захисну капсулу з частинок мулу, склеєних виділеннями слизових залоз. У такому стані риба може перебувати близько 9 місяців (в умовах досліду – до 4 років) і виходить з нього лише після того, як водойма заповниться водою (мал. 115). Так само переживають пересихання водойм і в’юни.

Мал. 115. Переживання періоду пересихання водойми дводишною рибою лусковиком утримувати воду в своєму тілі. Втрати води зменшуються завдяки ущільненню покривів, утворенню додаткових захисних оболонок тощо. Коли гідробіонти нездатні зберегти необхідну кількість води в організмі, вони часто переходять у стан анабіозу.