Соленость воды и её влияние на живые организмы

      В Белом море соленость составляет около 25‰ (к выходу из моря до 30‰). В нем обитает типичная морская фауна, лишь немного обедненная по сравнению с Баренцевым морем (и то, возможно, за счет сильного зимнего промерзания, чего морские виды тоже не любят). Например, морские ежи в полносоленом Баренцевом море в массе выходят на литораль, а в Белом море – обитают на глубинах от пяти метров, и обычно в небольшом обилии. Вообще массовое развитие иглокожих – наиболее яркий индикатор моря с нормальной океанической соленостью. Все каменистые мелководья морей с соленостью 30-35‰ (Баренцева, Средиземного, Японского, Южно-Китайского) – усеяны колючими морскими ежами, а хоть немного опресненных – уже нет.

      Малые эстуарии. Чем меньше эстуарная система, тем большее значение приобретает быстрое изменение солености в ходе приливно-отливного цикла. Интересно, что многие животные решают эту проблему уже не осморегуляторными, а чисто поведенческими способами. Некоторые рыбы, а также планктон просто перемещаются по эстуарию с оптимальными для них массами воды. Организмы бентоса на время неблагоприятной для них солености перестают питаться и самоизолируются: моллюски закрывают створки, а раки, насекомые и черви закапываются в мягкий грунт (где соленость гораздо более стабильна).

      Вот довольно типичная ситуация распределения  бентоса в небольшом (2.5км длиной ) эстуарии реки Черной (Белое море). Сама речка Черная, быстрая и каменистая, несет богатую лито- и фитореофильную фауну. Впадая в довольно широкий залив, она теряет течение, что сопровождается массовым выпадением детрита. Поэтому типичное речное сообщество в эстуарий практически не входит. Это общая ситуация – практически все эстуарии – места сильно заиленные, с повышенной сапробностью (еще и это обуславливает их специфичность и обедненность фауны).

      Тем не менее, верхняя часть эстуария (с соленостью от 0‰ в отлив до 4-5‰ в прилив) занята пелофильным сообществом насекомых озерного происхождения – в основном личинками хирономид и слепней. Кстати, некоторые из них приспособились к повышенной солености хитрым образом – личинки обитают в эстуарии весной и в начале лета, когда от мощного притока речной воды соленость минимальна; потом вылетают их имаго и откладывают более устойчивые к засолению покоящиеся яйца. Как видно, адаптация почти такая же, как в лужах – к их летнему высыханию.

      В средней зоне (соленость от 2 до 7‰ ) уже доминируют солоноватоводные бокоплавы. Именно здесь, согласно принципу Ремане, наблюдается минимум и морских, и пресноводных видов. Что не мешает процветать нескольким специально приспособленным солоноватоводным. Их имена: Pontoporeia affinis, Gammarus duebeni, Gammarus zaddachi. Кроме того, прекрасно себя чувствуют и очень обильны колюшки.

      Ниже (соленость варьирует от 5 до 16‰) уже преобладают морские моллюски (Macoma balthica, Hydrobia ulvae, Mya arenaria). Именно они на время опреснения в отлив закрываются в себе и ждут. Вот так работает осмоизоляция. Кроме того, здесь много солоноватоводных раков и олигохет. Далее к выходу из эстуария ничего принципиального уже не происходит: разнообразие морских видов постепенно нарастает, а солоноватоводные уходят.

      Интересно, что в совсем маленьких эстуариях  соленость на всем протяжении полностью  сменяется за приливно-отливный цикл (то есть в отлив наблюдается полное опреснение, а в прилив – полное осолонение). Чаще всего, в таких  местах живут только солоноватоводные бокоплавы и колюшка. И хирономиды, сидящие глубоко в илу с зарегулированной соленостью.

      В солоноватых водах тропической  зоны вместо бокоплавов обитают креветки, крабы и раки-отшельники – тоже с мощными осморегуляторными  системами; с ними некоторые улитки и насекомые, а из рыб – илистые прыгуны. Кстати, здесь виды морского происхождения широко применяют неожиданный способ уйти от излишнего опреснения – периодический выход на сушу! Воздух чреват только влагопотерей, никаких ионопотерь и тем более распухания от осмотического проникновения воды там нет. Тот же илистый прыгун проводит на сше массу времени; так же поступают многие эстуарные и пресноводные крабы. Есть даже наблюдения: один и тот же краб (Coenobita) при жизни у моря проводит в воде в пять раз больше времени, чем при жизни у пресной воды. 

      Гипергалинные воды.

      Отдельный интерес представляют озера (в основном это бессточные озера пустынь) с  соленостью, существенно превышающей  морскую. Обычно в них преобладает  хлорид натрия, как и в море. Но они, в основном, далеки от морей, и заселить их морской фауне трудно. И даже где легко, она обычно не заселяет пересоленные озера. Как правило, здесь обитают немногие солоноватоводные виды (то есть характерные для всяких эстуариев и опресненных морей). Причем до солености примерно 60‰ еще встречаются солоноватоводные виды морского происхождения, а если соленость еще выше (это называется ультрагалинная зона) – они исчезают, а остаются лишь единичные виды пресноводного происхождения. Все они широкоэвригалинны – то есть живут не только в ультрагалинных водах, но практически в любых; специфической ультрагалинной фауны нет. Вот такой парадокс – морские виды, привыкшие к высокой, но определенной солености, и в целом тяготеющие к осмоконформии, пасуют перед еще более высокой соленостью. Зато для пресноводных животных, уже снабженных мощной осморегуляторной системой, эта проблема оказалась решаема, хотя бы на эволюционном уровне.

      Кто же эти герои? Самые известные  – листоногие раки – жаброноги  Artemia salina. Мощные системы прокачки ионов на жабрах позволяют им жить при практически любой солености – от 0 до 200‰!! Причем даже в условиях быстро меняющейся солености. Артемии могли бы заселить все воды Земли, но их останавливают биотические проблемы – у жаброногов практически нет систем защиты от хищников, и они моментально выедаются любыми рыбами. Поэтому и живут в соленых озерах пустыни. Несколько менее известные, но также продвинутые осморегуляторы – личинки комаров Chironomus salinarius и Aedes caspius (они выносят от 0 до 60-70‰). Наконец, в соленых озерах (и даже лужах) поселяются взрослые водные жуки и клопы – довольно много видов, тяготеющих именно к таким водоемам. Но им, с их воздушным дыханием, перестроиться проще.

      Насекомые и раки вообще достигли огромных успехов в создании покровов, через которые проходит кислород и углекислота (то есть можно дышать), но не проходит все остальное. Это, если подумать, замечательный путь приспособолений не только для осморегуляции – еще для наземного обезвоживания, а заодно защиты от токсикантов. Например, личинки слепней часами спокойно живут в формалине практически любой концентрации; только 96-й этанол фиксирует их.

      Еще одна адаптация гипергалинных видов  – так называемый солевой анабиоз, наступающий при сильном, но временном повышении солености (например, в тех же соленых озерах во время засухи). Некоторые мелкие беспозвоночные умеют при этом, потеряв до половины внутренней воды, скукожиться и как бы окуклиться на несколько дней или даже недель. Такое известно для ряда простейших, нескольких коловраток, даже полихет (Nereis diversicolor, Fabricia sabella) и гарпактицид (Harpacticus fulvus).  

      Распределение фаун по градиенту  солености

      Вот (рис.) – обобщенная картина изменения  разнообразия жизни на градиенте  солености. Очевидны два пика разнообразия – острый пресноводный, при солености 0-5‰, и несколько более размазанный морской, при солености 20-40‰. Между ними – провал, с минимумом по принципу Ремане (заполненный узкой прослойкой солоноватоводных видов). Справа от морского пика – быстрый спад, а дальше весь оставшийся диапазон солености принадлежит немногим гипергалинным видам пресноводного происхождения. 

      Верхним пределом распространения животных считается соленость около 220‰, бактерий – около 300‰ (водоемы же известны до 350‰).

Московский  Государственный Технический Университет

имени Н.Э. Баумана 
 
 
 
 
 
 

Вопрос: «Соленость воды и её влияние на живые организмы» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Подготовила:

Проверил: Гладков Е.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2010 год.