1. Водная среда жизни

Гидросфера как водная среда жизни занимает около 71 % площади и1/800 часть объема земного шара. Основное количество воды (более 94 %)сосредоточено в морях и океанах.

В водной среде обитает примерно 150000 видов животных, илиоколо 7 % от общего их количества и 10000 видов растений (8 %).

Следует обратить внимание и на то, что число видов большинствагрупп растений и животных оставшись в водной среде,значительно меньше, чем наземных. Отсюда вывод - эволюция на сушепроходила значительно быстрее.

Экологические группы гидробионтов. Толща воды, или пелагиальзаселена пелагическими организмами, которые обладают способностьюплавать или удерживаться в определенных слоях.

В связи с этим данные организмы подразделяются на две группы:нектон и планктон. Третью экологическую группу - бентос - образуютобитатели дна.

Нектон - это совокупность пелагических активно передвигающихсяживотных, не имеющих непосредственной связи с дном. Нектонпредставлен главным образом крупными животными, которые способныпреодолевать большие расстояния и сильные течения воды. Они имеютобтекаемую форму тела и хорошо развитые органы движения. К типичнымнектонным организмам относятся рыбы, кальмары, киты, ластоногие. Кнектону в пресных водах кроме рыб относятся земноводные и активноперемешающиеся водные насекомые. Многие морские рыбы могут

передвигаться в толще воды с огромной скоростью, до 45-50 км/час -кальмары, 100-150 км/час - парусники и 130 км/час - меч-рыба.

Планктон - это совокупность пелагических организмов, которые необладают способностью к быстрым активным передвижениям. Какправило, это мелкие животные - зоопланктон и растения - фитопланктон,которые не могут противостоять течениям. В состав планктона включаюти "парящие" в толще воды личинки многих животных. Планктонныеорганизмы располагаются как на поверхности воды, на глубине, так им впридонном слое.

Разнообразием и богатством растительного и животного мираотличаются моря и океаны экваториальных и тропических областей, впервую очередь Тихого и Атлантического океанов. На север и юг от этихпоясов качественный состав постепенно обедняется. Например, в районеОст-Индского архипелага распространено не менее 40000 видов животных,тогда как в море Лаптевых всего 400. Основная масса организмовМирового океана сосредоточена на относительно небольшой по площадизоне морских побережий умеренного пояса и среди мангровых зарослей

тропических стран.

Удельный вес рек, озер и болот по сравнению с морями и океанаминезначителен. Однако они создают необходимый для растений, животныхи человека запас пресной воды.

Основной продуцент органического вещества в жизни водоемов -фитопланктон. К фитопланктону относятся в первую очередь диатомовыеи зеленые водоросли, растительные жгутиконосцы. В пресных водахшироко распространены не только зеленые, но и сине-зеленые водоросли.

Зоопланктон и бактерии можно встретить на различных глубинах. Впресных водах распространены большей частью плохо плавающиеотносительно крупные ракообразные, много коловраток и простейших.

В морском зоопланктоне доминируют мелкие ракообразные,простейшие. Из крупных представителей - это крылоногие моллюски,медузы и плавающие гребневики, сатьпы, некоторые черви.

Планктонные организмы служат важным пищевым компонентом длямногих водных животных, включая и таких гигантов, как усатые киты.

Бентос - это совокупность организмов, обитающих на дне (на грунтеи в грунте) водоемов. Он подразделяется на зообентос и фитобентос.Большей частью представлен прикрепленными или медленнопередвигающимися или роющими в грунте животными. На мелководье онсостоит из организмов, синтезирующих органическое вещество(продуценты), потребляющих (консументы) и разрушающих его(редуценты). На глубине, где нет света, фитобентос (продуценты)отсутствуют. В морском зообентосе доминируют фораминиферы, губки,кишечнополостные, черви, плеченогие, моллюски, асцидии, рыбы и др.

Более многочисленные бентосные формы на мелководье. Их общаябиомасса здесь может достигать десятков килограммов на 1 кв.м.

Фитобентос морей в основном включает водоросли (диатомовые,зеленые, бурые, красные) и бактерии. У побережья встречаются цветковыерастения. Наиболее богаты фитобентосом скалистые и каменистые участкидна.

В озерах, как и морях, различают планктон, нектон и бентос. Однаков озерах и других пресных водоемах зообентоса меньше, чем в морях иокеанах, а видовой их состав однообразен. Главным образом этопростейшие, губки, ресничные и малощетинковые черви, пиявки,моллюски, личинки насекомых и др.

Особенности адаптации растений и животных к водной среде.Водные растения имеют значительные отличия от наземных растительныхорганизмов. Так, способность водных растений поглощать влагу иминеральные соли непосредственно из окружающей среды отражается наих морфологической и физиологической организации. Характерным дляводных растений является слабое развитие проводящей ткани и корневойсистемы. Корневая система служит, главным образом, для прикрепления кподводному субстрату и не выполняет функции минерального питания иводоснабжения, как у наземных растений. Минеральное питание водныхрастений осуществляется всей поверхностью их тела.

Значительная плотность воды дает возможность растениям обитатьво всей ее толще. У низших растения, заселяющих различные слон воды иведущих плавающий образ жизни, имеются специальные придатки,которые увеличивают их плавучесть и позволяют им удерживаться вовзвешенном состоянии. Высшие гидрофиты имеют слабо развитуюмеханическую ткань. В их листьях, стеблях, корнях располагаютсявоздухоносные межклеточные полости, увеличивающие легкость иплавучесть взвешенных в воде и плавающих на поверхности органов, чтотакже способствует омыванию внутренних клеток водой с раствореннымив нем солями и газами. Гидрофиты отличаются большой поверхностьюлистьев при малом общем объеме растения, что обеспечивает иминтенсивный газообмен при недостатке растворенного в воде кислорода идругих газов.

У ряда водных организмов развита разнолистность, илигетерофилия. Так. у сальвинии погруженные листья обеспечиваютминеральное питание, а плавающие - органическое.

Важной особенностью адаптации растений к обитанию в воднойсреде является и то, что листья, погруженные в воду, как правило, оченьтонкие. Часто хлорофилл в них располагается в клетках эпидермиса, чтоспособствует усилению интенсивности фотосинтеза при слабомосвещении.

Защитой от вымывания или выщелачивания минеральных солей изклеток водных растений является выделение специальными клеткамислизи и образование эндодермы из более толстостенных клеток в видекольца.

Относительно низкая температура водной среды обусловливаетотмирание вегетирующих частей у погруженных в воду растений послеобразования зимних почек и замену летних, тонких нежных листьев болеежесткими и короткими зимними. Низкая температура воды отрицательносказывается на генеративных органах водных растений, а высокая ееплотность затрудняет перенос пыльцы. В связи с этим водные растенийинтенсивно размножаются вегетативным путем. Большинство плавающихна поверхности и погруженных растений выносят цветоносные стебли ввоздушную среду и размножаются половым путем. Пыльца, а такжеобразующиеся плоды и семена распространяются поверхностнымитечениями.

Особенности адаптации животных к водной среде.

У животных, обитающих в водной среде, по сравнению срастениями, адаптивные особенности более многообразны, к нимотносятся такие, как анатомо-морфологические, поведенческие,физиологические и др.

Животные, обитающие в толще воды, обладают в первую очередьприспособлениями, которые увеличивают их плавучесть и позволяютпротивостоять движению воды, течениям. Донные же организмывырабатывают приспособления, которые препятствуют поднятию их втолщу воды или уменьшают плавучесть, что позволяет удержаться на дне,включая и быстро текущие воды.

У мелких форм, живущих в толще воды, отмечается редукцияскелетных образований. Так, у простейших раковины обладаютпористостью, кремневые иглы скелета внутри полые. Удельная плотностьгребневиков, медуз уменьшается благодаря наличию воды в тканях.Скопление капелек жира в теле (ночесветки, радиолярии) способствуетувеличению плавучести. Крупные скопления жира наблюдаются унекоторых ракообразных, рыб и китообразных. Удельную плотность теласнижают и тем самым повышают плавучесть, плавательные пузыри,наполненные газом, которые имеют многие рыбы. У сифонофор развитымощные воздухоносные полости.

Для животных, пассивно плавающих в толще воды, характерно нетолько уменьшение массы, но и увеличение удельной поверхности тела.Это связано с тем, что чем больше вязкость среды и выше удельнаяповерхность тела организма, тем он медленнее погружается в воду. Уживотных уплощается тело, на нем образуются шипы, выросты, придатки,например, у жгутиковых, радиолярий и др.

У крупных животных нередко имеются специализированныеконечности (плавники, ласты), тело имеет обтекаемую форму и покрытослизью, что позволяет этим животным развивать достаточно высокуюскорость передвижение, преодолевая сопротивление воды.

Только в водной среде встречаются неподвижные, ведущиеприкрепленный образ жизни животные: гидроиды, коралловые полипы,морские лилии, двустворчатые моллюски и др. Для них характернысвоеобразная форма тела, незначительная плавучесть (плотность телабольше плотности воды) и специальные приспособления для прикрепленияк субстрату.

Водные животные большей частью пойкилотермны. Угомойотермных животных, например, у китообразных, ластоногихобразуется значительный слой подкожного жира, который выполняеттеплоизоляционную функцию.

Глубоководные животные отличаются специфическими чертамиорганизации: исчезновение или слабое развитие известкового скелета,увеличение размеров тела, нередко - редукция органов зрения, усилениеразвития осязательных рецепторов и т.д.

Осмотическое давление и ионное состояние растворов в тележивотных обеспечивается сложными механизмами водно-солевого обмена.Наиболее распространенным способом поддержания постоянногоосмотического давления является регулярное удаление поступающей ворганизм воды с помощью пульсирующих вакуолей и органов выделения.Так, пресноводные рыбы избыток воды удаляют усиленной работойвыделительной системы, а соли поглощают через жаберные лепестки.Морские же рыбы вынуждены пополнять запасы воды и поэтому пьютморскую воду, а излишки поступающих с водой солей выводят изорганизма через жаберные лепестки.

Целый ряд гидробионтов обладают особым характером питания - этоотцеживание или осаждение взвешенных в воде частиц органическогопроисхождения, многочисленных мелких организмов. Такой способпитания не требует больших затрат энергии на поиски добычи ихарактерен для пластинчатожаберных моллюсков, сидячих иглокожих,асцидий, планктонных рачков и др. Животные - фильтраторы выполняютважную роль в биологической очистке водоемов.

Всем без исключения водным организмам свойственен наиболеедревний способ ориентации - восприятие химизма среды. Хеморецепторымногих гидробионтов (лососей, угрей и др.) обладают чрезвычайнойчувствительностью. В тысячекилометровых миграциях они споразительной точностью находят места нерестилищ и нагула.

Смена условий в водной среде вызывает и определенныеповеденческие реакции организмов. С изменением освещенности,температуры, солености, газового режима и других факторов связаны

вертикальные (опускание вглубь, поднятие к поверхности) игоризонтальные (нерестовые, зимовальные и нагульные) миграцииживотных. В морях и океанах в вертикальных миграциях принимаютучастие миллионы тонн гидробионтов, а при горизонтальных миграцияхводные животные могут преодолевать сотни и тысячи километров.