4.1.1. Экологические зоны Мирового океана: В океане и входящих в него морях различают прежде всего две

Экологические зоны Мирового океана

4.1.1. Экологические зоны Мирового океана:  В океане и входящих в него морях различают прежде всего две

В океане и входящих в него морях различают прежде всего две экологические области: толщу воды – пелагиаль и дно – бенталь (рис. 38).

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, батипелагиаль, абиссопелагиаль. Нижняя граница эпипелагиали (не более 200 м) определяется проникновением солнечного света в количестве, достаточном для фотосинтеза.

Фотосинтезирующие 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.

Экологические зоны озер.

Озера обр-ся вследствие заполнения углублений суши (котловин) водой. Форма котловин зависит от рельефа местности и характера их образования. Обычно они формируются подводной террасой, кот.

постепенно понижается от берега в глубь озера. На некоторой глубине образуется более крутой угол понижения (свал). Он занимает большую часть дна озера и наз. котлом. Сформированное дно озера рассматривается как бенталь, в кот.

выделяются литоральная и профундальная зоны.

Литораль – это мелководная зона, которая распространяется от берега к свалу, а профундаль охватывает более глубоководную часть озера. Обычно литораль покрыта высшей водной растительностью (ближе к берегу – полуводной, дальше от берега – плавающей, а с приближением к свалу – погруженной).

Между литоральной и профундальной зонами выделяется сублитораль, или переходная зона, охватывающая площадь наиболее глубоководного распространения донной растительности (5 – 7 м).

Во время ветровых колебаний уровня воды прибрежная часть озера может заливаться водой. Участки побережья, омываемые водой при волновом заплеске, и те, которые затапливаются, называются эулиторальной экологической зоной.

Водная толща озер, или пелагиаль, делится по вертикали на эпилимнион, металимнион и гиполимнион.

В глубоких озерах эпилимнион достигает глубины 5 – 8 м. именно в этом слое под влиянием ветра и конвекционных потоков наиболее интенсивно перемешиваются водные массы.

Здесь отмечено наибольшее количество солнечной энергии и самая высокая концентрация минеральных и органических веществ, большая насыщенность воды кислородом.

Все это создает благоприятные условия для развития бактерий, простейших и беспозвоночных животных.

Для металимниона (8 – 14 м) характерным является резкий перепад температуры воды между эпи- и гиполимнионом, в связи с чем эту зону называют еще термоклинном, или слоем температурного скачка.

Гиполимнион – наиболее глубокие слои воды , где температура летом не поднимается выше 5 – 10*С. На такие глубины проникает мало солнечной радиации, и поэтому здесь практически нет автотрофных организмов. Трансформация веществ и энергии в этой зоне происходит, в основном, за счет отмершего органического вещества (детрита).

Экологические условия в профундали менее благоприятны для развития гидробионтов, чем в литорали.

Экологические зоны рек.

Река – это водный поток относительно больших размеров, постоянный, а иногда, в засушливых зонах, пересыхающий на отдельных участках.

Реки, несущие воды в океаны, моря или озера, называют главными, а впадающие в них – притоками. Совокупность всех рек, сбрасывающих свои воды через главную реку, составляют речную систему.

Реки текут в долинах, в которых наиболее низкая часть русла формирует ложе реки. Линия, соединяющая самые низкие точки долины, называется тальвег. Углубление ложа, заполненное проточной водой в меженный период (между половодьями), называется коренным руслом, или просто руслом.

Та часть дна ложа, которая покрывается водой лишь во время наводнений или паводков, называется пойменным руслом, или поймой. В меженный период пойменное русло пересыхает и находится выше уровня воды; оно называется пойменной террасой. На склонах речной долины можно наблюдать остатки геологических пород речных русел в далеком прошлом.

Их называют надпойменными террасами.

Часть суши, совпадающая с верхней частью надпойменной террасы и выровненной водораздельной территорией (плакором), называется бровкой речной долины.

В поперечном сечении реки от одного берега к другому выделяют зоны: прибрежная (рипаль), средняя (медиаль) и участок, характеризующийся наибольшей скоростью течения, — стрежень. Это динамическая ось потока воды, которая может находиться близ середины реки на прямых неразветвленных участках русла или приближаться к одному из берегов соответственно его изгибам.

Морфологические особенности речных систем и режим их водности имеют большое экологическое значение. Они определяют условия существования гидробионтов разных трофических уровней. Для речных систем характерно значительное биоразнообразие растений и животного населения.

Рипаль характеризуется наличием зарослей высших водных растений, в которых живет большое количество водных животных. В открытой зоне реки, где скорость воды высока, видовое разнообразие и численность гидробионтов ниже, поскольку они сносятся потоком воды.

В направлении от истоков к устью река имеет продольную зональность. Поток разделяют на верхнее, среднее и нижнее течения. В местах впадения реки в море значительные площади мелководий формируют дельту или узкие морские заливы – эстуарии.

Сообщества водных экосистем

Экосисте́ма — биол. система, состоящая из сообщества живых орг. (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.

Сообщества взаимодействующих живых орг-в представляют собой не случайный набор видов, а вполне определенную систему, достаточно устойчивую, связанную многочисленными внутренними связями, с относительно постоянной структурой и взаимообусловленным набором видов.

Типы гидробиоценозов различаются главным образом по их положению в пространстве: бентос – организмы, живущие на дне водоемов или в грунте; некоторые из этих организмов свободно ползают по дну (личинки веснянок и ручейников); другие — частично или полностью закапываются в дно (двустворчатые моллюски); третьи временно или постоянно прикрепляются или даже прирастают к субстрату — к водным, растениям и другим находящимся на дне предметам (губки, мшанки, дрейссена); Толща воды населена организмами, составляющими несколько крупных экологических групп. Одной из них являются планктические организмы, в совокупности обозначаемые понятием планктон; это очень мелкие, по большей части микроскопич. организмы, кот. пассивно или слабо активно плавают в воде; у некоторых из них нет органов передвижения (планктические диатомовые водоросли). Более или менее крупные организмы, которые могут активно передвигаться в толще воды нектон — таковы рыбы. Микроорганизмы, обитающие в поверхностной плёнке воды, в совокупности составляют группу нейстон (личинки комаров, ряска). В виде особого сезонного образования выделяется пагон – совокуп. организмов, вмерзающих в лед. Перифитон – гидробионты, поселяющиеся на плотных субстратах и приспособленные к обитанию на границе раздела между субстратом и водой. В состав обрастаний входят представители автотроф. организмов-продуцентов (водоросли); гетеротроф. орг.-консументов (простейшие, коловратки) и орг.-редуцентов (зооглейные, нитчатые, палочковид. бактерии и грибы). Причем основу пленок обрастаний составляют в основном формы микроскопические, для которых характерны высокий уровень метаболизма, короткие жизненные циклы и способность быстро реагировать на изменение внешней среды.

Нейстон.

Нейстон – совокупность морских или пресноводных организмов, которые живут у пленки поверхностного натяжения воды. Они могут прикрепляться к этой пленке или передвигаться по ней снизу (гипонейстон) или сверху (эпинейстон).

Гипонейстон. Продолжительное время считалось, что в таком поверхностном слое воды могут концентрироваться только представители пресноводной флоры и фауны.

Однако в 5 – сантиметровом поверхностном слое воды нейстон развивается и в морских экосистемах.

Этому способствует наибольшая освещенность воды, ее насыщенность кислородом, благоприятный солевой режим и оптимальные температурные условия.

В состав нейстона входит относительно небольшое количество организмов – простейшие, одноклеточные водоросли, бактерии, мелкие легочные моллюски. Все они обитают ниже пленки поверхностного натяжения воды. К нейстону морских водоемов относится также икра и личинки рыб, получившие название ихтионейстон.

Эпинейстон. На поверхности пленки в пресных водоемах можно наблюдать быстро бегающих клопов-водомерок. Здесь же живут личинки комаров, жуки-ветрячки и другие мелкие беспозвоночные. Пленка под ногами бегающих насекомых прогибается, но рвется, чему способствует несмачиваемость их тела, позволяющая использовать вертикальную составляющую силы поверхностного натяжения воды.

Планктон

Это совокупность орг-в, обитающих в толще морской воды и неспособных противостоять переносу течением (многие бактерии, диатомовые водоросли (фитопланктон), простейшие, нек. кишечнополостные, моллюски, ракообразные, оболочники, яйца и личинки рыб, личинки многих беспозв.

животных (зоопланктон). Планктон непосредственно или через промежуточные звенья пищевых цепей служит пищей всем остальным животным, обитающим в водоемах.

В зависимости от образа жизни планктон подразделяется на голопланктон — весь жизненный цикл проводит в форме планктона

меропланктон — существующие в виде планктона лишь часть жизни( морские черви, рыбы). Планктон представляет собой массу растений и животных, большинство из которых имеют микроскопические размеры.

Многие из них способны к самостоятельному активному передвижению, однако недостаточно хорошо плавают для того, чтобы противостоять течениям.

Планктонные организмы встречаются на любой глубине, но наиболее богаты ими приповерхностные, хорошо освещенные слои воды, где они образуют плавучие «кормовые угодья» для более крупных животных.

Растительные фотосинтезирующие планктонные организмы нуждаются в солнечном свете и населяют поверхностные воды, в основном до глубины 50—100 м. Бактерии и зоопланктон населяют всю толщу вод до максимальных глубин.

Морской фитопланктон состоит в основном из диатомовых водорослей, перидиней и кокколитофорид; в пресных водах — из диатомовых, синезелёных и нек. групп зелёных водорослей. В пресноводном зоопланктоне наиболее многочисленны веслоногие и ветвистоусые рачки и коловратки; в морском доминируют ракообразные, многочисленны простейшие, кишечнополостные, крылоногие моллюски, оболочники, яйца рыб, личинки разных беспозвоночных, в том числе многих донных. Видовое разнообразие планктона наибольшее в тропических водах океана.

В зависимости от его размера: мегапланктон (0,2-2 м) — медузы, макропланктон (0,02- 0,20 м) — мизиды, креветки, медузы, мезопланктон (0,0002- 0,02 м) — веслоногие и ветвистоусые рачки, микропланктон (20- 200 мкм) —водорослей, простейшие, коловратки, нанопланктон (2-20 мкм)— однокл. водоросли, нек. круп. бактерии, пикопланктон (0,2-2 мкм) — бактерии, однокл. водоросли.

фемтопланктон (

Источник: https://cyberpedia.su/17x133cf.html

Общая экология

4.1.1. Экологические зоны Мирового океана:  В океане и входящих в него морях различают прежде всего две

Соавторы: Александра Былова

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 30 страниц) [доступный отрывок для чтения: 7 страниц]

На нашей планете живые организмы освоили четыре основные среды обитания, сильно различающиеся по специфике условий. Водная среда была первой, в которой возникла и распространилась жизнь.

В последующем живые организмы овладели наземно-воздушной средой, создали и заселили почву.

Четвертой специфической средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых представляет собой целый мир для населяющих его паразитов или симбионтов.

4.1. Водная среда обитания. Специфика адаптации гидробионтов

Вода как среда обитания имеет ряд специфических свойств, таких, как большая плотность, сильные перепады давления, относительно малое содержание кислорода, сильное поглощение солнечных лучей и др.

Водоемы и отдельные их участки различаются, кроме того, солевым режимом, скоростью горизонтальных перемещений (течений), содержанием взвешенных частиц. Для жизни придонных организмов имеют значение свойства грунта, режим разложения органических остатков и т. п.

Поэтому наряду с адаптациями к общим свойствам водной среды ее обитатели должны быть приспособлены и к разнообразным частным условиям. Обитатели водной среды получили в экологии общее название гидробионтов.

Они населяют Мировой океан, континентальные водоемы и подземные воды. В любом водоеме можно выделить различные по условиям зоны.

4.1.1. Экологические зоны Мирового океана

В океане и входящих в него морях различают прежде всего две экологические области: толщу воды – пелагиаль и дно – бенталь (рис. 38).

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.

Рис. 38. Экологические зоны Мирового океана

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, батипелагиаль, абиссопелагиаль.

Нижняя граница эпипелагиали (не более 200 м) определяется проникновением солнечного света в количестве, достаточном для фотосинтеза. Фотосинтезирующие 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.

4.1.2. Основные свойства водной среды

Плотность воды – это фактор, определяющий условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. Для дистиллированной воды плотность равна 1 г/см3 при 4 °C. Плотность природных вод, содержащих растворенные соли, может быть больше, до 1,35 г/см3. Давление возрастает с глубиной примерно в среднем на 1 · 105 Па (1 атм) на каждые 10 м.

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 от нескольких до сотен атмосфер.

Например, голотурии рода Elpidia, черви Priapulus caudatus обитают от прибрежной зоны до ультраабиссали. Даже пресноводные обитатели, например инфузории-туфельки, сувойки, жуки-плавунцы и др., выдерживают в опыте до 6 · 107 Па (600 атм).

Однако многие обитатели морей и океанов относительно стенобатны 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. Плотность 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 («планктос» – парящий).

Рис. 39. Увеличение относительной поверхности тела у планктонных организмов (по С. A. Зернову, 1949):

A – палочковидные формы:

1– диатомея Synedra;

2– цианобактерия Aphanizomenon;

3– перидинеевая водоросль Amphisolenia;

4– Euglena acus;

5– головоногий моллюск Doratopsis vermicularis;

6– веслоногий рачок Setella;

7– личинка Porcellana (Decapoda)

Б – расчлененные формы:

1– моллюск Glaucus atlanticus;

2– червь Tomopetris euchaeta;

3– личинка рака Palinurus;

4– личинка рыбы морского черта Lophius;

5– веслоногий рачок Calocalanus pavo

В составе планктона – одноклеточные и колониальные водоросли, простейшие, медузы, сифонофоры, гребневики, крылоногие и киленогие моллюски, разнообразные мелкие рачки, личинки донных животных, икра и мальки рыб и многие другие (рис. 39).

Планктонные организмы обладают многими сходными адаптациями, повышающими их плавучесть и препятствующими оседанию на дно.

К таким приспособлениям относятся: 1) общее увеличение относительной 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 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 цитоплазма в ней имеет вид тяжей, сливающихся только вокруг ядра. Воздухоносные камеры есть и у сифонофор, ряда медуз, планктонных брюхоногих моллюсков и др.

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 («нейн» – плавать) – 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 («нектос» – плавающий). 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.

Кислородный режим. В насыщенной кислородом воде содержание его не превышает 10 мл в 1 л, это в 21 раз ниже, чем в атмосфере. Поэтому условия дыхания гидробионтов значительно усложнены.

Кислород поступает в воду в основном за счет фотосинтетической деятельности водорослей и диффузии из воздуха. Поэтому верхние слои водной толщи, как правило, богаче этим газом, чем нижние. С повышением температуры и солености воды концентрация в ней кислорода понижается.

В слоях, сильно заселенных животными и бактериями, может создаваться резкий дефицит О2 из-за усиленного его потребления.

Например, в Мировом океане богатые жизнью глубины от 50 до 1000 м характеризуются резким ухудшением аэрации – она в 7-10 раз ниже, чем в поверхностных водах, населенных фитопланктоном. Около дна водоемов условия могут быть близки к анаэробным.

Среди водных обитателей много видов, способных переносить широкие колебания содержания кислорода в воде, вплоть до почти полного его отсутствия (эвриоксибионты – «окси» – кислород, «бионт» – обитатель).

К ним относятся, например, пресноводные олигохеты Tubifex tubifex, брюхоногие моллюски Viviparus viviparus. Среди рыб очень слабое насыщение воды кислородом могут выдерживать сазан, линь, караси.

Вместе с тем ряд видов стеноксибионтны – они могут существовать лишь при достаточно высоком насыщении воды кислородом (радужная форель, кумжа, гольян, ресничный червь Planaria alpina, личинки поденок, веснянок и др.).

Многие виды способны при недостатке кислорода впадать в неактивное состояние – аноксибиоз – и таким образом переживать неблагоприятный период.

Дыхание гидробионтов осуществляется либо через поверхность тела, либо через специализированные органы – жабры, легкие, трахеи. При этом покровы могут служить дополнительным органом дыхания. Например, рыба вьюн через кожу потребляет в среднем до 63 % кислорода. Если через покровы тела происходит газообмен, то они очень тонки.

Дыхание облегчается также увеличением поверхности. Это достигается в ходе эволюции видов образованием различных выростов, уплощением, удлинением, общим уменьшением размеров тела. Некоторые виды при недостатке кислорода активно изменяют величину дыхательной поверхности.

Черви Tubifex tubifex сильно вытягивают тело в длину; гидры и актинии – щупальцы; иглокожие – амбулакральные ножки. Многие сидячие и малоподвижные животные обновляют вокруг себя воду, либо создавая ее направленный ток, либо колебательными движениями способствуя ее перемешиванию.

Двустворчатым моллюскам для этой цели служат реснички, выстилающие стенки мантийной полости; ракообразным – работа брюшных или грудных ножек. Пиявки, личинки комаров-звонцов (мотыль), многие олигохеты колышут тело, высунувшись из грунта.

У некоторых видов встречается комбинирование водного и воздушного дыхания. Таковы двоякодышащие рыбы, сифонофоры дискофанты, многие легочные моллюски, ракообразные Gammarus lacustris и др.

Вторичноводные животные сохраняют обычно атмосферный тип дыхания как более выгодный энергетически и нуждаются поэтому в контактах с воздушной средой, например ластоногие, китообразные, водяные жуки, личинки комаров и др.

Нехватка кислорода в воде приводит иногда к катастрофическим явлениям – заморам, сопровождающимся гибелью множества гидробионтов. Зимние заморы часто вызываются образованием на поверхности водоемов льда и прекращением контакта с воздухом; летние– повышением температуры воды и уменьшением вследствие этого растворимости кислорода.

Частая гибель рыб и многих беспозвоночных зимой характерна, например, для нижней части бассейна реки Оби, воды которой, стекающие из заболоченных пространств Западно-Сибирской низменности, крайне бедны растворенным кислородом. Иногда заморы возникают и в морях.

Кроме недостатка кислорода, заморы могут быть вызваны повышением концентрации в воде токсичных газов – метана, сероводорода, СО2 и др., образующихся в результате разложения органических материалов на дне водоемов.

Солевой режим. Поддержание водного баланса гидробионтов имеет свою специфику.

Если для наземных животных и растений наиболее важно обеспечение организма водой в условиях ее дефицита, то для гидробионтов не менее существенно поддержание определенного количества воды в теле при ее избытке в окружающей среде. Излишнее количество воды в клетках приводит к изменению в них осмотического давления и нарушению важнейших жизненных функций.

Большинство водных обитателей пойкилосмотичны: осмотическое давление в их теле зависит от солености окружающей воды. Поэтому для гидробионтов основной способ поддерживать свой солевой баланс – это избегать местообитаний с неподходящей соленостью.

Пресноводные формы не могут существовать в морях, морские – не переносят опреснения. Если соленость воды подвержена изменениям, животные перемещаются в поисках благоприятной среды.

Например, при опреснении поверхностных слоев моря после сильных дождей радиолярии, морские рачки Calanus и другие спускаются на глубину до 100 м.

Позвоночные животные, высшие раки, насекомые и их личинки, обитающие в воде, относятся к гомойосмотическим видам, сохраняя постоянное осмотическое давление в теле независимо от концентрации солей в воде.

У пресноводных видов соки тела гипертоничны по отношению к окружающей воде. Им угрожает излишнее обводнение, если не препятствовать поступлению или не удалять избыток воды из тела. У простейших это достигается работой выделительных вакуолей, у многоклеточных – удалением воды через выделительную систему.

Некоторые инфузории каждые 2–2,5 мин выделяют количество воды, равное объему тела. На «откачку» избыточной воды клетка затрачивает очень много энергии. С повышением солености работа вакуолей замедляется. Так, у туфелек Paramecium при солености воды 2,5%о вакуоль пульсирует с интервалом в 9 с, при 5%о – 18 с, при 7,5%о – 25 с.

При концентрации солей 17,5%о вакуоль перестает работать, так как разница осмотического давления между клеткой и внешней средой исчезает.

Если вода гипертонична по отношению к жидкостям тела гидробионтов, им грозит обезвоживание в результате осмотических потерь. Защита от обезвоживания достигается повышением концентрации солей также в теле гидробионтов. Обезвоживанию препятствуют непроницаемые для воды покровы гомойосмотических организмов – млекопитающих, рыб, высших раков, водных насекомых и их личинок.

Многие пойкилосмотические виды переходят к неактивному состоянию – анабиозу в результате дефицита воды в теле при возрастании солености.

Это свойственно видам, обитающим в лужах морской воды и на литорали: коловраткам, жгутиковым, инфузориям, некоторым рачкам, черноморским полихетам Nereis divesicolor и др.

Солевой анабиоз– средство переживать неблагоприятные периоды в условиях переменной солености воды.

Истинно эвригалинных видов, способных в активном состоянии обитать как в пресной, так и в соленой воде, среди водных обитателей не так много. В основном это виды, населяющие эстуарии рек, лиманы и другие солоноватоводные водоемы.

Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше.

Это связано с физическими свойствами воды, прежде всего высокой удельной теплоемкостью, благодаря которой получение или отдача значительного количества тепла не вызывает слишком резких изменений температуры.

Испарение воды с поверхности водоемов, при котором затрачивается около 2263,8 Дж/г, препятствует перегреванию нижних слоев, а образование льда, при котором выделяется теплота плавления (333,48 Дж/г), замедляет их охлаждение.

Амплитуда годовых колебаний температуры в верхних слоях океана не более 10–15 °C, в континентальных водоемах – 30–35 °C. Глубокие слои воды отличаются постоянством температуры.

В экваториальных водах среднегодовая температура поверхностных слоев +(26–27) °С, в полярных – около 0 °C и ниже.

В горячих наземных источниках температура воды может приближаться к +100 °C, а в подводных гейзерах при высоком давлении на дне океана зарегистрирована температура +380 °C.

Таким образом, в водоемах существует довольно значительное разнообразие температурных условий. Между верхними слоями воды с выраженными в них сезонными колебаниями температуры и нижними, где тепловой режим постоянен, существует зона температурного скачка, или термоклина. Термоклин резче выражен в теплых морях, где сильнее перепад температуры наружных и глубинных вод.

В связи с более устойчивым температурным режимом воды среди гидробионтов в значительно большей мере, чем среди населения суши, распространена стенотермность. Эвритермные виды встречаются в основном в мелких континентальных водоемах и на литорали морей высоких и умеренных широт, где значительны суточные и сезонные колебания температуры.

Световой режим. Света в воде гораздо меньше, чем в воздухе. Часть падающих на поверхность водоема лучей отражается в воздушную среду. Отражение тем сильнее, чем ниже положение Солнца, поэтому день под водой короче, чем на суше.

Например, летний день около острова Мадейра на глубине 30 м – 5 ч, а на глубине 40 м всего 15 мин. Быстрое убывание количества света с глубиной связано с поглощением его водой.

Лучи с разной длиной волны поглощаются неодинаково: красные исчезают уже недалеко от поверхности, тогда как сине-зеленые проникают значительно глубже.

Сгущающиеся с глубиной сумерки в океане имеют сначала зеленый, затем голубой, синий и сине-фиолетовый цвет, сменяясь наконец постоянным мраком. Соответственно сменяют друг друга с глубиной зеленые, бурые и красные водоросли, специализированные на улавливании света с разной длиной волны.

Окраска животных меняется с глубиной так же закономерно. Наиболее ярко и разнообразно окрашены обитатели литоральной и сублиторальной зон. Многие глубинные организмы, подобно пещерным, не имеют пигментов.

В сумеречной зоне широко распространена красная окраска, которая является дополнительной к сине-фиолетовому свету на этих глубинах. Дополнительные по цвету лучи наиболее полно поглощаются телом. Это позволяет животным скрываться от врагов, так как их красный цвет в сине-фиолетовых лучах зрительно воспринимается как черный.

Красная окраска характерна для таких животных сумеречной зоны, как морской окунь, красный коралл, различные ракообразные и др.

У некоторых видов, обитающих у поверхности водоемов, глаза разделяются на две части с разной способностью к преломлению лучей. Одна половина глаза видит в воздухе, другая – в воде.

Такая «четырехглазость» характерна для жуков-вертячек, американской рыбки Anableps tetraphthalmus, одного из тропических видов морских собачек Dialommus fuscus.

Эта рыбка при отливах сидит в углублениях, выставляя часть головы из воды (см. рис. 26).

Поглощение света тем сильнее, чем меньше прозрачность воды, которая зависит от количества взвешенных в ней частиц.

Прозрачность характеризуют предельной глубиной, на которой еще виден специально опускаемый белый диск диаметром около 20 см (диск Секки). Самые прозрачные воды – в Саргассовом море: диск виден до глубины 66,5 м. В Тихом океане диск Секки виден до 59 м, в Индийском – до 50, в мелких морях – до 5-15 м.

Прозрачность рек в среднем 1–1,5 м, а в самых мутных реках, например в среднеазиатских Амударье и Сырдарье, всего несколько сантиметров. Граница зоны фотосинтеза поэтому сильно варьирует в разных водоемах.

В самых чистых водах эуфотическая зона, или зона фотосинтеза, простирается до глубин не свыше 200 м, сумеречная, или дисфотическая, зона занимает глубины до 1000–1500 м, а глубже, в афотическую зону, солнечный свет не проникает совсем.

Количество света в верхних слоях водоемов сильно меняется в зависимости от широты местности и от времени года. Длинные полярные ночи сильно ограничивают время, пригодное для фотосинтеза, в арктических и приантарктических бассейнах, а ледовый покров затрудняет доступ света зимой во все замерзающие водоемы.

В темных глубинах океана в качестве источника зрительной информации организмы используют свет, испускаемый живыми существами. Свечение живого организма получило название биолюминесценции.

Светящиеся виды есть почти во всех классах водных животных от простейших до рыб, а также среди бактерий, низших растений и грибов.

Биолюминесценция, по-видимому, многократно возникала в разных группах на разных этапах эволюции.

Химия биолюминесценции сейчас довольно хорошо изучена. Реакции, используемые для генерации света, разнообразны. Но во всех случаях это окисление сложных органических соединений (люциферинов) с помощью белковых катализаторов (люцифераз).

Люциферины и люциферазы у разных организмов имеют неодинаковую структуру. В ходе реакции избыточная энергия возбужденной молекулы люциферина выделяется в виде квантов света.

Живые организмы испускают свет импульсами, обычно в ответ на раздражения, поступающие из внешней среды.

Свечение может и не играть особой экологической роли в жизни вида, а быть побочным результатом жизнедеятельности клеток, как, например, у бактерий или низших растений.

Экологическую значимость оно получает только у животных, обладающих достаточно развитой нервной системой и органами зрения. У многих видов органы свечения приобретают очень сложное строение с системой отражателей и линз, усиливающих излучение (рис. 40).

Ряд рыб и головоногих моллюсков, неспособных генерировать свет, используют симбиотических бактерий, размножающихся в специальных органах этих животных.

Рис. 40. Органы свечения водных животных (по С. А. Зернову, 1949):

1– глубоководный удильщик с фонариком над зубатой пастью;

2– распределение светящихся органов у рыбы сем. Mystophidae;

3– светящийся орган рыбы Argyropelecus affinis:

а – пигмент, б – рефлектор, в – светящееся тело, г – линза

Биолюминесценция имеет в жизни животных в основном сигнальное значение. Световые сигналы могут служить для ориентации в стае, привлечения особей другого пола, подманивания жертв, для маскировки или отвлечения. Вспышка света может быть защитой от хищника, ослепляя или дезориентируя его.

Например, глубоководные каракатицы, спасаясь от врага, выпускают облако светящегося секрета, тогда как виды, обитающие в освещенных водах, используют для этой цели темную жидкость. У некоторых донных червей – полихет – светящиеся органы развиваются к периоду созревания половых продуктов, причем светятся ярче самки, а глаза лучше развиты у самцов.

У хищных глубоководных рыб из отряда удильщиковидных первый луч спинного плавника сдвинут к верхней челюсти и превращен в гибкое «удилище», несущее на конце червеобразную «приманку» – железу, заполненную слизью со светящимися бактериями.

Регулируя приток крови к железе и, следовательно, снабжение бактерии кислородом, рыба может произвольно вызывать свечение «приманки», имитируя движения червя и подманивая добычу.

В наземной обстановке биолюминесценция развита лишь у немногих видов, сильнее всего – у жуков из семейства светляков, которые используют световую сигнализацию для привлечения особей другого пола в сумеречное или ночное время.

Назад к карточке книги «Общая экология»

Источник: https://itexts.net/avtor-nina-mihaylovna-chernova/195622-obschaya-ekologiya-nina-chernova/read/page-8.html

NewEcologist.ru >> Водная среда жизни :: Материалы студентам (рефераты, курсовые, дипломные)

4.1.1. Экологические зоны Мирового океана:  В океане и входящих в него морях различают прежде всего две

На нашей планете живые организмы освоили четыре основные среды обитания. Водная среда была первой, в которой возникла и распространилась жизнь. Только потом организмы овладели наземно-воздушной, создали и заселили почву и сами стали четвертой специфической средой жизни.

Вода как среда обитания имеет ряд специфических свойств, таких как большая плотность, сильные перепады давления, малое содержание кислорода, сильное поглощение солнечных лучей.

Кроме того, водоемы и их отдельные участки различаются солевым режимом, скоростью течений, содержанием взвешенных частиц. Для некоторых организмов имеют значение также свойства грунта, режим разложения органических остатков и т.д.

Поэтому наряду с адаптациями к общим свойствам водной среды ее обитатели должны быть приспособлены и к разнообразным частным условиям.

Все обитатели водной среды получили в экологии общее название гидробионтов.

Гидробионты населяют Мировой океан, континентальные водоемы и подземные воды.

Экологические зоны Мирового океана

В любом водоеме можно выделить различные по условиям зоны. В океане вместе с входящими в него морями различают прежде всего две экологические области: пелагиаль – толща воды и бенталь – дно.

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 – океанического ложа со средней глубиной 3-6 км.

Еще более глубокие области бентали, соответствующие впадинам океанического ложа, называют ультрабенталью. Кромка берега, заливаемая во время приливов, называется литоралью.

Часть берега выше уровня приливов, увлажняемая брызгами, называется супралиторалью.

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 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, батипелагиаль, абиссопелагиаль.

Нижняя граница эпипелагиали (не более 200 м) определяется проникновением солнечного света в количестве, достаточном для фотосинтеза. Зеленые растения глубже этих зон существовать на 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.

Экологические зоны мирового океана по А.С. Константинову

Материковая отмельСублитораль Эпипелагиаль
Материковый склонБатипелагиаль
Океаническое ложе  Абиссопелагиаль

Основные свойства водной среды

2.1 Плотность воды

— это фактор, определяющий условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. Для дистиллированной воды плотность равна 1 г/см3 при +40С. Плотность природных вод, содержащих растворенные соли, может быть больше, до 1, 35 г/см3. Давление возрастает с глубиной примерно в среднем на 1 атмосферу на каждые 10 м.

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 от нескольких до сотен атмосфер.

Однако многие обитатели морей и океанов относительно стенобатны и приурочены к определенным глубинам. Стенобатность обычно свойственна мелководным и глубоководным видам.

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. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Источник: http://www.newecologist.ru/ecologs-2902-1.html

Глобальные проблемы Мирового океана и пути их решения

4.1.1. Экологические зоны Мирового океана:  В океане и входящих в него морях различают прежде всего две

В XX веке человечество активно тратит водные запасы и загрязняет гидросферу отходами производства, бытовым мусором. Экологические проблемы океанов вызваны развитием промышленности, сельского хозяйства, повсеместным использованием пластиковых изделий, чрезмерным выловом рыбы.

Основные экологические проблемы океана

В 1960-х годах, когда ресурсы на суше стали стремительно уменьшатся, люди обратили внимание на мировой океан. Осознавая его размеры, они предполагали, что этот ресурс неисчерпаем. Но это не так.

Экологическое состояние гидросферы ухудшается под влиянием следующих факторов:

  • использование океанических вод в промышленных и бытовых целях;
  • чрезмерный вылов рыбы;
  • крушение кораблей;
  • цветение воды;
  • загрязнение пластиком;
  • попадание в воду химикатов;
  • слив в океан сточных вод.

Основные экологические проблемы мирового океана – нерациональное использование ресурсов и загрязнение морей. Первое место в мире по добыче морепродуктов занимает Тихий океан. Люди постепенно истощают в нем запасы рыбы. По данным ООН на 2014 год количество морских жителей сократилось на 80%. С 90-х годов прошлого века вылов рыбы составил 80 млн тонн в год.

Из глубин мирового океана люди добывают полезные ископаемые, морская вода требуется для получения соли. Хозяйственное использование гидросферы заключается в строительстве судоходных трасс, портов. Наибольшее количество линий отходят от берегов Северной Америки, заканчиваясь у восточного берега Азии.

Вторая проблема – загрязнение океанов. Масштабы бедствия увеличиваются с каждым днем. Ежегодно в гидросферу попадают 15 млрд тонн отходов. Опасны пластиковые изделия, нефтепродукты, радиоактивные вещества, удобрения.

Глобальные проблемы Мирового океана

Одной из актуальных экопроблем выступает глобальное потепление. Увеличение средней температуры воздуха на планете Земля приводит к таянию ледников. Это вызовет повышение уровня воды.

Ледники занимают 10% территории океана. Большая часть находится у побережья Канады, Гренландии и Антарктиды. Активней всего тают ледники Альп. По прогнозам, к 2100 году сохранится 4% ледяной массы от той, что существовала в 2003 г.

Повышение уровня воды опасно не только для прибрежных городов. Исчезновение ледяных масс приводит к изменению климата. Это уже случилось с регионом Тянь-Шань. Раньше он утопал в зелени, а сейчас превратился в засушливую местность.

В странах Южной Америки воды ледников используются в питьевых целях, в сельском хозяйстве, для получения электроэнергии. Поэтому при таянии ледяных масс эти отрасли страдают в первую очередь.

Расходование воды

Океанические воды применяют преимущественно в агротехнической и промышленной отрасли, что приводит к истощению запасов. В бытовых целях используют лишь 12% стока рек. Больше всех водные ресурсы использует сельское хозяйство. Для производства 1 тонны растительной массы тратят до 1 тыс. м3 воды.

Кроме основных потребителей воды, в ней также нуждается энергетика. Жидкость берут для охлаждения генераторов. Вода необходима для решения нарастающей энергетической проблемы.

Количество получаемой энергии не отвечает потребностям человечества. На современном этапе люди используют энергию приливов и отливов, морских волн, строят гидроэлектростанции.

Без достаточного количества водных ресурсов проблема усугубится.

Загрязнение мирового океана

Одной из причин истощения водных ресурсов является загрязнение человеком. С развитием промышленности стало расти количество отходов. В мировой океан попадают:

  • нефтепродукты;
  • фабричные стоки;
  • тепловое загрязнение;
  • радиоактивные элементы;
  • мусор сельского хозяйства.

Благодаря круговороту воды в природе, в океане оказываются загрязнители из атмосферы (метан, угарный газ, сажа и прочее).

Нефтепродукты

Нефть – самый распространенный негативный фактор для мирового океана. Большую опасность для жителей подводного мира несут масла, входящие в ее состав. При аварии на нефтедобывающей станции масло растекается на радиус до 300 км от источника. На поверхности воды образуется плотная пленка, препятствующая проникновению солнечных лучей и кислорода в океан.

Одна капля превращается в пятно диаметром до 140 см, а тонна вылитой нефти растекается на 12 км. Пленка подвижна и переносится на километры от аварии, ее толщина может достигать 2 см. Тяжелые нефтепродукты проникают глубже под воду. Одно из таких веществ – мазут. Он очень токсичен для морских обитателей.

Крупнейшее загрязнение океана нефтью произошло в Мексиканском заливе. Миллионы баррелей сырья попали в океан. Плотная пленка из токсических веществ покрыла 5% залива.

Пластмасса

В результате деятельности человека ежегодно в океанические воды попадает 20 млн тонн пластикового мусора. В США и странах Евросоюза отходы давно научились перерабатывать и использовать повторно. В России пластик складируют на свалках и полигонах. С током рек воздушные шары, одноразовая посуда, игрушки попадают в океан.

Большую опасность этот вид отходов несет для жителей подводного мира. Он практически не разлагается. Животные часто путают пластмассу с едой, заглатывая ее. Результатом является гибель морских млекопитающих.

Загрязнение пластиковыми отходами в первую очередь касается Тихого океана. В этой зоне стихийно образовалось Большое тихоокеанское мусорное пятно. Оно расположено у западных берегов США. На некоторых участках пятна отходов больше, чем планктона. Этот «остров» является наиболее известным, но он далеко не единственный. Подобные пятна есть во всех местах с круговым течением.

Сточные воды

В состав бытовых отходов входят соли тяжелых металлов, которые ежегодно тоннами сбрасывают в океан.

Стараясь восстановить экологию водной среды, страны средиземноморского бассейна приняли закон, запрещающий выбрасывать необработанное сырье в море.

Но многие предприятия игнорируют это постановление, экономя на постройке очистных сооружений. Мусор сбрасывают прямо в море по специально проложенным подводным коммуникациям.

Главными загрязнителями мирового океана считаются следующие промышленные отрасли:

  • цветная и черная металлургия;
  • химическая;
  • нефтеперерабатывающая;
  • текстильная и легкая.

Неконтролируемый сброс сырья привел к запустению целых пляжей у берегов Средиземного моря. Теперь табличками «Вода опасна для купания» во Франции или Италии уже никого не удивишь. Жак Ив Кусто отметил, что за 20 лет подводный мир сократился на 20% , а за полвека 1 тыс. видов морских обитателей исчезли навсегда.

Тепловое загрязнение

Неблагоприятным фактором для океана является сброс нагретых сточных вод заводами и электрическими станциями. Это приводит к повышению температуры морской воды на 6-8 °C.

Изменение теплового режима приводит к нарушению обмена водных масс между поверхностным и глубинным слоями. В результате взаимопроникновение кислорода нарушается, а потребность в нем растет. При нагревании воды ускоряются метаболические процессы в организме океанических жителей, увеличивается активность аэробных бактерий. Последним для жизнедеятельности также нужен кислород.

Радиоактивное загрязнение

Радиоактивные вещества аккумулируются в организме рыб и морских млекопитающих. Если человек съедает загрязненный морепродукт, кровеносная система доставит радий по всему организму, включая кости.

Радиоактивные элементы не разлагаются, а лишь накапливаются в воде. Вещества ядовиты для организма, вызывают рак, лучевую болезнь и генные мутации.

Отходы сельского хозяйства

Сельское хозяйство наносит непоправимый урон океанам. Удобрения, полезные для растений, губительны для животного мира. Они питают водоросли, заставляя их цвести. Это приводит к избыточному потреблению кислорода и морские жители страдают от нехватки воздуха. Это процесс называют эвтрофикацией.

Вылов рыбы

Использование даров моря в качестве пищи распространено по всему миру. Вылов рыбы давно стал бизнесом.

Проблема использования ресурсов мирового океана обострилась с развитием технологического прогресса. Рыбные запасы уменьшаются, так как люди используют специализированную технику для увеличения улова.

Через огромные сети пропускают тонны воды, вылавливая даже самую крупную рыбу, китов, акул. Не раз случалось, что слишком большой улов топил сейнеры. В морском реестре зарегистрировано 23 тыс.

рыболовецких судов.

Пятая часть общего улова добывается браконьерами нелегально. Статистика называет цифру 500 тыс. тонн морепродуктов в год. Такой высокий процент связан с установлением государственных квот на ловлю рыбы. Допустимая норма постоянно снижается, что связано с необходимостью сберегать океанические ресурсы.

Кроме истощения запасов морепродуктов, вылов морских обитателей разрушает их среду обитания. Массивные траулеры (рыболовные суда) счищают все на своем пути. В результате исчезают мангровые леса, коралловые рифы.

Пути решения проблемы

В 2012 году прошла конференция ООН, основная задача которой состояла в разработке мер по спасению океана. На саммите отметили, что только 1% всей гидросферы находится под защитой мирового сообщества. На конференции были предложены следующие пути решения экологических проблем:

  1. Поощрять научные исследования окисления океанов, вырабатывать пути для снижения негативного влияния.
  2. Улучшить деятельность региональных организаций, управляющих использованием морских ресурсов.
  3. Развивать ответственный вылов рыбы.
  4. Улучшать мониторинг океанов в научных целях.
  5. Уменьшить кислородное голодание гидросферы.
  6. Сделать использование водных ресурсов максимально экологичным.

Для привлечения внимания к проблеме отмечают Всемирный день океана. С 2009 года он празднуется ежегодно 8 июня. А день водных ресурсов приходится на 22 марта. Девиз мероприятия: «Наши океаны, наша ответственность».

Нарушение экологической обстановки в Мировом океане – острая социальная проблема. Загрязняя воду и бездумно используя ресурсы, человечество приносят вред и планете, и себе.

Источник: https://musorish.ru/ekologicheskie-problemy-mirovogo-okeana/

Scicenter1
Добавить комментарий