Главной особенностью водной среды обитания является… Свойства водной среды обитания

Свет в воде

Состояние света в воде значительно отличается от его состояния в воздухе. Даже в чистейшей воде озера или океана солнечный свет отражается, рассеивается и поглощается в такой степени, что лишь один его процент достигает глубины 150 метров. В загрязненную и мутную воду свет может проникнуть всего на несколько метров. Естественно, такие различия светопроводимости в большой степени сказываются, например, на возможности рыбы видеть приманку.

Атмосфера
земли абсорбирует часть проходящего через нее солнечного света. Озоновый слой
атмосферы выполняет важную задачу, задерживая вредные ультрафиолетовые лучи.
Когда солнечный свет попадает в воду, он поглощается в еще большей степени в
зависимости от длины волн своих лучей. В пресной воде зелено-голубые лучи проникают
на наибольшую глубину, однако даже эта часть спектра ослабевает настолько, что
фотосинтез водной растительности на глубине более 100 метров становится невозможным

Поэтому жизненно важно, чтобы питательные вещества из глубины поднимались к
поверхности, где солнечный свет интенсивнее, и были там утилизированы планктоном
и водорослями.

Несмотря на свои ограниченные возможности проникать через воду, свет весьма важен для водных организмов. Они зависят
от света не только с точки зрения тепла и энергии, необходимых для фотосинтеза, но также и в плане кислорода и
органических веществ, производимых зелеными водорослями. Такое «первичное» производство сконцентрировано в основном в
верхних слоях воды, а в море главным образом в водах континентального шельфа и на отмелях.

Адаптации животных к жизни в воде

В водной среде животный мир более богат, чем растительный. Благодаря независимости от солнечного света животные заселили всю толщу воды. По типу морфологических и поведенческих адаптаций их разделяют на следующие экологические группы: планктон, нектон, бентос.

Планктон
(от греч. planktos
— парящий, блуждающий) — организмы, обитающие в толще воды и передвигающиеся под действием ее тока. Это мелкие ракообразные, кишечнополостные, личинки некоторых беспозвоночных. Все их адаптации направлены на повышение плавучести тела:

1. увеличение поверхности тела за счет сплющивания и удлинения формы, развития выростов и щетинок;
2. уменьшение плотности тела в связи с редукцией скелета, наличием жировых капель, пузырьков воздуха, слизистых чехлов.

Нектон
(от греч. nektos
— плавающий) — организмы, обитающие в толще воды и ведущие активный образ жизни. Представителями нектона являются рыбы, китообразные, ластоногие, головоногие моллюски. Противостоять течению им помогают адаптации к активному плаванию и уменьшению трения тела. Активное плавание достигается за счет хорошо развитой мускулатуры. При этом могут использоваться энергия выбрасываемой струи воды, изгибание тела, плавники, ласты и т. д. Уменьшению трения тела способствуют адаптации: обтекаемая форма тела, эластичность кожных покровов, наличие на
коже чешуи и слизи.

Бентос
(от греч. benthos
— глубина) — организмы, обитающие на дне водоема или в толще донного грунта.

Адаптации бентосных организмов направлены на уменьшение плавучести:

1. утяжеление тела за счет раковин (моллюски), хитинизированных покровов (раки, крабы, омары, лангусты);
2. закрепление на дне с помощью органов фиксации (присоски у пиявок, крючки у личинок ручейника) или уплощенного тела (скаты, камбала). Некоторые представители зарываются в грунт (многощетинковые черви).

В озерах и прудах выделяют еще одну экологическую группу организмов — нейстон. Нейстон
— организмы, связанные с поверхностной пленкой воды и обитающие постоянно или временно на этой пленке или до 5 см в глубь от ее поверхности. Их тело не смачивается, поскольку его плотность меньше плотности воды. Особым образом устроенные конечности позволяют передвигаться по поверхности воды, не погружаясь (клопы водомерки, жуки вертячки). Своеобразной группой водных организмов является также перифитон
— организмы, образующие на подводных объектах пленку обрастания. Представителями перифитона являются: водоросли, бактерии, протисты, ракообразные, двустворчатые моллюски, малощетинковые черви, мшанки, губки.

Вода издавна является не только необходимым условием жизни, но и средой обитания многих организмов. Она обладает рядом уникальных свойств, о которых мы расскажем в нашей статье.

Адаптации растений к жизни в воде

Все растения водной среды называются гидрофитами (от греч. hydor — вода, phyton — растение). В соленых водах обитают только водоросли. Тело у них не разделено на ткани и органы. К изменению состава солнечного спектра в зависимости от глубины водоросли приспособились путем изменения состава своих пигментов. При переходе от верхних слоев воды к глубинным окраска водорослей изменяется в последовательности: зеленые — бурые — красные (самые глубоководные водоросли).

Зеленые водоросли содержат зеленый, оранжевый и желтый пигменты. Они способны к фотосинтезу при достаточно высокой интенсивности солнечного света. Поэтому обитают зеленые водоросли в мелких пресных водоемах или на морском мелководье. К ним относятся: спирогира, улотрикс, ульва и др. У бурых водорослей, помимо зеленого, содержатся бурый и желтый пигменты. Они способны улавливать менее интенсивное солнечное излучение на глубине 40-100 м. Представителями бурых водорослей являются фукус и ламинария, обитающие только в морях. Красные водоросли (порфира, филлофора) могут жить на глубине более 200 м. Кроме зеленого, они имеют красный и синий пигменты, способные улавливать даже незначительный свет на большой глубине.

В пресных водоемах в стеблях высших растений слабо развита механическая ткань. Например, если извлечь из воды кувшинку белую или кубышку желтую, то их стебли поникают и не способны поддерживать цветки в вертикальном положении. Опорой для них служит вода за счет ее высокой плотности. Адаптацией к недостатку кислорода в воде является наличие в органах растений аэренхимы (воздухоносной ткани). Минеральные вещества находятся в воде, поэтому слабо развиты проводящая и корневая системы. Корни могут вообще отсутствовать (ряска, элодея, рдест) либо служить для закрепления в субстрате (рогоз, стрелолист, частуха). Корневых волосков на корнях нет. Листья чаще тонкие и длинные либо сильно рассеченные. Мезофилл не дифференцирован. Устьица у плавающих листьев находятся на верхней стороне, а у погруженных в воду — отсутствуют. Для некоторых растений характерно наличие листьев разной формы (гетерофилия) в зависимости от того, где они находятся. У кувшинки и стрелолиста форма листьев в воде и на воздухе разная.

Пыльца, плоды и семена водных растений приспособлены к распространению водой. Они имеют пробковые выросты или прочные оболочки, предотвращающие попадание воды внутрь и загнивание.

Газовый режим водной среды

В водной среде содержание кислорода в 20-30 раз меньше, чем в воздухе, поэтому он является лимитирующим фактором. Кислород поступает в воду за счет фотосинтеза водных растений и способности кислорода воздуха растворяться в воде. При перемешивании воды содержание кислорода в ней возрастает. Верхние слои воды богаче кислородом, чем нижние. При дефиците кислорода наблюдаются заморы (массовая гибель водных организмов). Зимние заморы бывают, когда водоемы покрываются льдом. Летние — когда из-за высокой температуры воды уменьшается растворимость кислорода. Причиной может быть и повышение концентрации токсичных газов (метана, сероводорода), образующихся при разложении отмерших организмов без доступа кислорода. Из-за непостоянства концентрации кислорода большинство водных организмов по отношению к нему являются эврибионтами. Но есть и стенобионты (форель, планария, личинки поденок и ручейников), которые не переносят недостатка кислорода. Они являются индикаторами чистоты воды. Углекислый газ растворяется в воде в 35 раз лучше кислорода, и его концентрация в ней в 700 раз выше, чем в воздухе. В воде CO2 накапливается благодаря дыханию водных организмов, разложению органических остатков. Углекислый газ обеспечивает фотосинтез и используется при образовании известковых скелетов беспозвоночных.

Общая характеристика

Гидросфера как водная среда жизни занимает около 71% площади и 1/800 часть объема земного шара. Основное количество воды (более 94%) сосредоточено в морях и океанах (рис. 5.1).

Рисунок 5.1 — Мировой океан в сравнении с сушей (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)

В пресных водах рек, озер количество воды не превышает 0,016% общего объема пресной воды.

В океане с входящими в него морями прежде всего различают две экологические области: толщу воды — пелагиалъ и дно — бенталъ. В зависимости от глубины бенталь делится на сублиторальную зону — область плавного понижения суши до глубины 200 м, батиальную — область крутого склона и абиссальную зону — океанического ложа со средней глубиной 3-6 км. Более глубокие области бентали, соответствующие впадинам океанического ложа (6-10 км), называют ультраабиссалью. Кромка берега, заливаемая во время приливов, называется литоралью. Часть берега выше уровня приливов, увлажняемая брызгами прибоя, получила название супралиторали.

Открытые воды Мирового океана также делятся на зоны по вертикали соответственно зонам бентали: эпипелигиаль, батипе- лигиаль, абиссопелигиаль (рис. 5.2).

Рисунок 5.2 — Вертикальная экологическая зональность океана (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)

В водной среде обитает примерно 150000 видов животных, или около 7% от общего их количества (рис. 5.3) и 10000 видов растений (8%).

Рисунок 5.3 — Распределение основных классов животных по средам обитания (по Г. В. Войткевич и В. А. Вронскому, 1989)

Примечание: животные, помещенные ниже волнистой пинии, обитают в море, выше ее — в наземно-воздушной среде.

Следует обратить внимание и на то, что число видов большинства групп растений и животных, оставшись в водной среде (своей «колыбели»), значительно меньше, чем наземных. Отсюда вывод — эволюция на суше проходила значительно быстрее

Разнообразием и богатством растительного и животного мира отличаются моря и океаны экваториальных и тропических областей, в первую очередь Тихого и Атлантического океанов. На север и юг от этих поясов качественный состав постепенно обедняется. Например, в районе Ост-Индского архипелага распространено не менее 40000 видов животных, тогда как в море Лаптевых всего 400. Основная масса организмов Мирового океана сосредоточена на относительно небольшой по площади зоне морских побережий умеренного пояса и среди мангровых зарослей тропических стран.

Удельный вес рек, озер и болот, как уже было отмечено ранее, по сравнению с морями и океанами незначителен. Однако они создают необходимый для растений, животных и человека запас пресной воды.

Известно, что не только водная среда оказывает сильное влияние на ее обитателей, но и живое вещество гидросферы, воздействуя на среду обитания, перерабатывает ее и вовлекает в круговорот веществ. Установлено, что вода океанов, морей, рек и озер разлагается и восстанавливается в биотическом круговороте за 2 млн. лет, т. е. вся она прошла через живое вещество на Земле не одну тысячу раз (рис. 5.4).

Рисунок 5.4 — Связь океанобиосферы с аквабиосферой континентальных водоемов (по Н. Ф. Реймерсу, 1990)

Следовательно, современная гидросфера представляет собой продукт жизнедеятельности живого вещества не только современной, но и прошлых геологических эпох.

Характерной чертой водной среды является ее подвижность, особенно в проточных, быстро текущих ручьях и реках. В морях и океанах наблюдаются приливы и отливы, мощные течения, штормы. В озерах вода перемещается под действием температуры и ветра.

Общая характеристика продуктивности организмов, круговорота веществ и энергии в пищевых цепях

В пищевых сетях и цепях происходит перенос веществ и энергии от одного звена к другому и через полные пищевые цепи (от продуцента через консументы разных порядков к редуцентам) осуществляется круговорот веществ в природе. Пищевая цепь не может существовать без поступления энергии извне. Основным природным источником является энергия Солнца, усваиваемая продуцентами (фотосинтетиками); эта энергия в форме энергии химической связи сложных органических веществ передается от одного звена к другому, постоянно уменьшаясь за счет того, что часть ее затрачивается на реализацию процессов жизнедеятельности и у завершающего звена практически не остается в форме химических связей сложных органических веществ, так как редуценты практически полностью превращают органические вещества в неорганические.

Продуценты, начинающие пищевую цепь, включают в круговорот веществ неорганические вещества, превращая их в органические. Далее органические вещества во все уменьшающемся количестве передаются от звена к звену и у редуцентов (завершают пищевую цепь) их количество становится минимальным. Образующиеся в процессе обмена веществ неорганические вещества у всех членов пищевой цепи возвращаются в круговорот веществ. Это делает возможным существование жизни как таковой, ибо если органические вещества только образовывались бы, а не превращались в неорганические, то наступило бы время, когда неорганические вещества, способные превращаться в органические, исчезли.

Важнейшим свойством любых организмов является их продуктивность — биомасса, производимая всеми особями данной популяции на единице площади данной территории.

Продуктивность организмов в пищевой цепи от одного звена к другому закономерно убывает и подчиняется правилу пирамиды. Основание пирамиды составляют продуценты, а завершают пирамиду — редуценты, которые производят наименьшее количество биомассы (в идеале близкое к нулю). Организмы каждого звена цепи образуют трофический уровень, который из-за больших энергетических потерь, необходимых для реализации физиологических и других процессов жизнедеятельности, не может быть больше пяти. Различают пирамиды по биомассе и по энергии, которую накапливают организмы за счет наращивания массы своего тела. Правило пирамиды косвенно показывает механизм регуляции численности видов в биогеоценозе — число особей данного вида не может превышать такого количества, которое соответствует массе (энергии), накапливаемой на основе количества усваиваемой энергии продуцентов в соответствии с правилом пирамиды.

Циркуляция и стратификация

Кроме глобального кругооборота воды в океанах и озерах происходит много других процессов, связанных с циркуляцией и течениями. Течения переносят тепло и растворенные в воде вещества, которые очень важны для рыб и других представителей водной жизни. Океанские течения, которые берут свое начало в субтропических широтах, снабжают теплом широкие просторы Северной Атлантики и Тихого океана. Вертикальные течения поднимают прохладную воду и питательные вещества со дна океанов и озер к их поверхности.

Поверхностные течения океанов и озер зависят главным образом от направления ветра. Кроме этого, течениями управляют такие силы, как изменения атмосферного давления, плотность воды, а также приливы, вызванные гравитационным притяжением солнца и луны. Изменение плотности воды зависит от изменения ее температуры. Самые большие изменения такого рода происходят в глубоких озерах в умеренных климатических зонах. Там, как уже говорилось выше, водные слои термально стратифицируются и меняются местами в соответствии с сезонным циклом.

В течение лета более теплая
вода в озере имеет наименьшую плотность и поэтому формирует поверхностный слой.
Такая стратификация сохраняется до осени. Затем вода остывает, и температура
воды во всем озере становится одинаковой. Но поскольку свою наибольшую плотность
вода приобретает при температуре 4 °С, дополнительное охлаждение зимой делает
самую холодную воду наименее плотной, и она образует поверхностный слой. Зимняя
стратификация сохраняется до весны, когда вода на поверхности прогревается и
температура всего озера снова выравнивается.

Таким образом, при летней
и зимней стратификации в озере располагаются два сравнительно стабильных массива
воды с минимальным обменом воды между ними: поверхностный слой (эпилимнион)
и донный слой (гиполимни-он), в котором не вырабатывается почти никаких питательных
веществ из-за недостатка солнечного света. Эти зоны разделены термоклином —
весьма стабильной водной зоной, температура которой может разниться до 10 °С
на протяжении всего нескольких метров в глубину. Этот барьер не только препятствует
смешиванию воды поверхностного и придонного слоев, но и вызванной ветром циркуляции
и поступлению кислорода из атмосферы в придонный слой. Такая летняя стратификация,
или «стагнация», воды может вызвать достаточно серьезную нехватку кислорода,
особенно в высоко продуктивных озерах, которым требуется много кислорода для
разложения органических веществ.

Вся
жизнь на земле зависит от солнца. Его радиация не только представляет собой
питание для зеленой растительности, но и является источником энергии для циркуляции
воды и воздуха на всем земном шаре. Согретая солнцем вода испаряется
в атмосферу, переносится ветром и, в конечном итоге, выпадает на землю в виде дождя или снега. Уже на
земле она стекает в реки и другие потоки, возвращающиеся в моря, где она циркулирует
в течениях, пока не испарится снова.

В то же время в морях при
повышении солености воды температура ее максимальной плотности снижается до
4 °С. Вместе с этим, температура ее замерзания опускается немного ниже 0 °С.
При высокой солености воды эти температуры становятся практически равными. В
результате там, где такая вода однородна, лед не может плавать, и вода не замерзает,
пока вся ее масса не охладится до точки замерзания. В отличие от озер, здесь
нет никакой стратификации или обмена водных слоев.

В солоноватых водах, особенно с большим количеством пресной воды, как, например, в Балтике, менее соленый
поверхностный слой обычно держится над более соленым придонным, и только в поверхностном слое имеет место
частичная вертикальная циркуляция. Под ним расположен термоклин или галоклин соленой воды. Вода, расположенная
ниже этого уровня, не имеет почти никаких сезонных вариаций температуры и солености. Соответственно, вода
выше галоклина обычно хорошо насыщена кислородом, которого не хватает или вообще нет в придонных слоях.

ГлавнаяОтдыхРыбалкаКнигиБиблиотека рыбака

Обитатели и животные

На то, какие существа живут в воде, большое влияние оказывают:

• температура воды,
  её кислотность и плотность;
• подвижность (приливы и отливы);
• минерализация;
• световой режим;
• газовый режим (процент содержания кислорода).

В водной среде живет огромное множество представителей разнообразных видов животных и растений. Млекопитающие могут проживать как на суше, так и в воде. Из пресноводных можно выделить таких, как гиппопотам, использующий воду в целях охлаждения, амазонский дельфин, проживающий в руслах реки Амазонки, ламантин, который может обитать как в соленых, так и в пресных водах.

К морским млекопитающим относятся киты, самые большие животные на планете, белые медведи, проводящие не всю жизнь в воде, но значительную часть; морские львы, выходящие на берег ради отдыха.

Из пресноводных амфибий можно выделить различные виды:
тритонов;
саламандр;
лягушек;
червяг, раки, омары, и многих других.
Земноводные не живут в солёной воде из-за того, что их икра погибает даже в слабосолёных водоемах, а амфибии обитают там же, где и размножаются, хотя исключения из правил есть.

Так же лягушки не могут жить в солёной воде из-за того, что у них очень тонкая кожа, и соли вытягивают влагу из амфибии, вследствие чего она погибает. Пресмыкающиеся населяют как пресные, так и солёные воды. Там проживают некоторые виды ящериц, змей, крокодилов и черепах, приспособившихся к данной среде.

растения водной среды фото

Для рыб водная среда — это их дом.
Они могут обитать в соленоватой либо пресной воде. Многие насекомые, такие как комары, стрекозы, водомерки, водяные пауки и им подобные обитают в водной среде.

Так же здесь присутствует большое количество растений. В пресноводных водоемах растет озерной камыш (по заболоченным берегам), кувшинка (болота, пруды, заводи), аир большой (на мелководье). В соленой воде по большей части растут водоросли и морские травы (посидония, взморник).

Рыбы и Млекопитающие

Знаете ли вы, что существует большее количество видов рыб, чем амфибий, птиц, млекопитающих и рептилий вместе взятых? Рыбы являются водными животными, так как вся их жизни проходит в воде. Рыбы хладнокровны, и у них есть жабры, которые получают кислород из воды для дыхания. Кроме того, рыбы относятся к позвоночным животным. Большинство видов рыб могут жить либо в пресной, либо в морской воде, но некоторые рыбы, такие как лосось, обитают в обоих средах.

В то время как рыбы живут только в воде, млекопитающих можно встретить на суше и в воде. Все млекопитающие являются позвоночными; имеют легкие; они теплокровные и рожают живых детенышей, вместо откладывания яиц. Однако водные млекопитающие зависят от воды, чтобы выжить. Некоторые млекопитающие, такие как киты и дельфины, живут только в воде. Другие, такие как бобры, ведут полуводный образ жизни. У водных млекопитающих есть легкие, но нет жабр и они не способны дышать под водой. Им необходимо всплывать на поверхность через определенные промежутки времени, чтобы вдохнуть воздух. Если вы когда-либо видели, как выглядит фонтан воды, выходящий из дыхала кита, то знайте — это его выдох, после которого следует вдох, прежде чем животное погрузится обратно под воду.

Звук в воде

В качестве звукопроводящей среды вода превосходит воздух: скорость звука в воздухе 330 — 340 метров, а в воде — 1400 — 1500 метров в секунду, в зависимости от атмосферного давления и солености воды.

Поэтому водный мир ни в коей мере нельзя назвать миром безмолвия, хотя у нас, рыболовов-спортсменов, иногда складывается именно такое впечатление. Живя над поверхностью воды, мы редко слышим звуки из ее глубин, главным образом, потому, что эти волны угасают на ее поверхности. Проведенные с помощью современного гидроакустического оборудования исследования показали, что водную среду можно сравнить с фонотекой, где рыбы отвечают за основную часть звукозаписей!

Моллюски, книдарии, ракообразные

Моллюски — беспозвоночные животные, которые имеют мягкие мускульные тела без ног. По этой причине многие моллюски обладают твердой оболочкой, чтобы защитить свое уязвимое тело от хищников. Морские улитки и устрицы являются примерами моллюсков с раковинами. Кальмары и осьминоги также относятся к моллюсками, но у них нет раковин.

Что объединяет медуз, актиний и кораллов? Все они относятся к книдариям — группе водных многоклеточных животных, которые являются беспозвоночными, имеют специальный рот и стрекательные клетки. Стрекательные клетки вокруг рта используются для ловли пищи. Медузы могут передвигаться, чтобы поймать свою добычу, но морские анемоны и кораллы прикреплены к камням, и ждут, пока еда приблизится к ним.

Ракообразные — водные беспозвоночные животные с твердой хитиновой наружной оболочкой (экзоскелетом). Некоторые примеры включают крабов, лобстеров, креветок и раков. У ракообразных есть две пары усиков (антенн), которые помогают получать информацию об окружающей их среде. Большинство ракообразных питаются плавающими остатками мертвых растений и животных.

Водная среда обитания

Животные, которые используют воду в качестве среды обитания, называются водными. В зависимости от того, какие питательные вещества и химические соединения растворены в воде, находится концентрация определенных видов водных обитателей. Например, сельдь обитает в соленых морских водах, в то время как тилапия и лосось живут в пресной воде.

Растения нуждаются во влаге и солнечном свете для осуществления фотосинтеза. Они получают воду из почвы через корни. Вода переносит питательные вещества в другие части растения. Некоторым растениям, таким как кувшинки, нужно много воды, в то время как пустынные кактусы могут месяцами обходиться без живительной влаги.

Животные также нуждаются в воде. Большинство из них должно регулярно пить во избежание обезвоживания. Для многих животных водная среда обитания является их домом. А например, лягушки и черепахи используют водные источники для того, чтобы откладывать яйца и размножаться. Некоторые змеи и другие пресмыкающиеся живут в воде. Пресная вода часто несет в себе много растворенных питательных веществ, без которых водные организмы не смогли бы продолжать свое существование.

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.

В
океане и входящих в него морях различают
прежде всего две экологические области:
толщу воды – пелагиаль

и дно – бенталь
.
Обитатели абиссальных и ультраабиссальных
глубин существуют во мраке, при постоянной
температуре и огромном давлении. Все
население дна океана получило название
бентоса.