Водная среда жизни и адаптация к ней организмов

чем в воздухе, а общее содержание его не превышает 10 мл в 1 литре

воды, 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 соли водной толщи, как правило, богаче

кислородом, чем  нижние. С повышением температуры  и солености воды

концентрация  в ней кислорода понижается. В  слоях, сильно заселенных

бактериями и  животными, может создаваться резкий дефицит кислорода

изза усиленного его потребления.

Среди водных обитателей много видов, способных переносить широкие

колебания содержания кислорода в воде, вплоть до почти  полного его

отсутствия (эвриоксибионты). Вместе с тем ряд видов стеноксибионтны

они могут существовать лишь при достаточно высоком насыщении воды

кислородом. 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. 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

нехватке кислорода  активно изменяют величину дыхательной  поверхности.

Многие сидячие  и малоподвижные животные обновляют вокруг себя воду,

либо создавая ее направленный ток, либо колебательными движениями

способствуя ее перемешиванию.

У некоторых  видов встречается комбинирование водного и воздушного

дыхания. Вторичноводные животные сохраняют обычно атмосферное  дыхание

как более выгодный энергетически и нуждаются поэтому  в контактах с

воздушной средой.

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. Заморы

чаще возникают  чаще возникают в прудах, озерах, реках. Реже заморы

происходят в  морях. Кроме недостатка кислорода, заморы могут быть

вызваны повышением концентрации в воде токсичных газов  метана,

сероводорода  и других, образующихся в результате разложения

органических  материалов на дне водоемов. 

3. 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. 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 среде. 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 минуты выделяют количество воды, равное объему

тела. На «откачку»  избыточной воды клетка затрачивает  очень много

энергии. С повышением солености работа вакуолей замедляется.

Если вода гипертонична по отношению к сокам 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 гомойосматических  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 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 уж

много. В основном это виды, населяющие эстуарии рек, лиманы и другие

солоноватоводные  водоемы. 

4. 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. Амплитуда  годовых колебаний

температуры в  верхних слоях океана не более 10-15 0 С, в

континентальных водоемах 30-35 0 С. Глубокие слои воды отличаются

постоянством  температуры. В экваториальных водах  среднегодовая

температура поверхностных  слоев +26...+27 0 С, в полярных около 0 0 С

и ниже. 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. 

5. Световой режим водоемов 

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. 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

синезеленые проникают  гораздо глубже. Сгущающиеся с  глубиной сумерки

имеют сначала  зеленый, затем голубой, синий и  синефиолетовый цвет,

сменяясь наконец  постоянным мраком. Соответственно сменяют  друг друга

с глубиной зеленые, бурые и красные водоросли, специализированные на

улавливание 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 синефиолетовому  свету на

этих глубинах. Дополнительные по цвету лучи наиболее полно поглощаются

телом. Это позволяет  животным скрываться от врагов, так  как их красный

цвет в синефиолетовых лучах зрительно воспринимается как черный.

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).  

Специфические приспособления гидробионтов 

 Способы ориентации животных в водной среде  

Жизнь в постоянных сумерках или во мраке сильно ограничивает

возможности зрительной ориентации гидробионтов. В связи  с быстрым

затуханием световых лучей в воде даже обладатели хорошо развитых

органов зрения ориентируются при их помощи лишь на близком расстоянии.

Звук распространяется в воде быстрее, чем в воздухе. Ориентация на

звук развита  у гидробионтов в целом лучше, чем зрительная. Ряд видов

улавливает даже колебания очень низкой частоты (инфразвуки),

возникающие при  изменении ритма волн, и заблаговременно спускается

перед штормом  из поверхностных слоев в более  глубокие. Многие

обитатели водоемов млекопитающие, рыбы, моллюски, ракообразные сами

издают звуки. Ракообразные осуществляют это трением  друг о друга

разных частей тела; рыбы с помощью плавательного пузыря, глоточных

зубов, челюстей, лучей грудных плавников и  другими способами. Звуковая

сигнализация  служит чаще всего для внутривидовых  взаимоотношений

например, для  ориентации в стае, привлечения особей другого пола, и

особенно развита  у обитателей мутных вод и больших  глубин, живущих в