О В Курілов - Гідробіологія - страница 12

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12 

В озерах і водоймищах із прозорістю 1-2 м на глибину 1 м проникає не більше 5-10% енергії всієї радіації, що надійшла, глибше 2 м від неїзалишаються тільки десяті частки відсотка, що складає 0,003-0,01 кал/см -хв. У великих чистих озерах і морях із прозорістю 10-20 м сонячна радіація проникає глибше, і звичайно дорівнює в 10 м від поверхні 0,05-0,1 кал/см2 -хв, в 20 м - 0,01-0,02 і в 30 м - 0,0005-0,001 кал/см2-хв. У зв'язку з вгасанням сонячного світла із просуванням вглиб водойм, в них розрізняють 3 зони. Верхня зона, де освітленість достатня для забезпечення фотосинтезу рослин, зветься евфотичною, далі простирається сутінкова, або дисфотична зона і ще глибше - афотична, куди денне світло не проникає.

Велике значення має світло як джерело інформації про середовище, а також для орієнтації рухів. У зв'язку із цим у гідробіонтів добре розвинені різні фоторецептори. Багато морських форм мають здатність до світіння, або біолюмінесценції. Її біологічне значення різноманітно: для залучення особин іншої статі, для захисту (утворення світлової завіси, що засліплює переслідувача, як у каракатиць Зеріоііпае), для підманювання здобичі (риби сімейства СегаШсІае). У бактерій і найпростіших світіння, очевидно, не має спеціального призначення, будучи побічним явищем в окисних процесах. Біолюмінесценція може бути позаклітинною і внутрішньоклітинною. Здатність багатьох організмів до біолюмінесценції викликає своєрідне явище світіння моря. Максимальна інтенсивність біолюмінесценції спостерігається на глибині 50-200 м. Особливо яскраве море спалахує при механічному подразненні світних організмів, тому вночі добре видно світло, що залишає рухоме судно. Інтенсивне світіння моря в зоні прибою видно з великої відстані і може попередити вночі про близькість берега.

9.3 Звук, електрика і магнетизм

На відміну від інших розглянутих вище факторів звук, електрика і магнетизм грають у житті гідробіонтів в основному сигнальну роль (засобу спілкування, орієнтації і оцінки середовища). Сприйняття звуку у водних тварин розвинене відносно краще, ніж у наземних. Якщо світло у воді вгасає в багато разів швидше, ніж у повітрі, то звук, навпаки, швидше й далі поширюється у воді. Деякі гідробіонти можуть уловлювати інфразвукові коливання, завдяки чому «чують» звуки, що виникають від тертя хвиль об повітря (8-13 Гц). Завдяки цьому вони (наприклад, медузи) заздалегідь довідуються про наближення шторму і відпливають від берегів, де могли б постраждати від ударів хвиль. Сконструйований навіть прилад «вухо медузи», що приблизно за 15 годин попереджає про наближення шторму.

У багатьох гідробіонтів добре розвинена ехолокація. Кити за її допомогою розшукують скупчення кормового планктону, дельфіни відстежують зграї риб на відстані до 3 км. Ехолокація використовуєтьсяводними ссавцями не тільки для відшукування їжі. За її допомогою тварини прокладають свій курс, уникаючи мілин, тримають зв'язок один з одним. Очевидно, досить значну, але поки ще мало вивчену роль грають у житті водного населення електричні й магнітні поля. Їхні параметри на Землі випробовують закономірні річні, сезонні і добові коливання. Тому зміни цих полів не тільки істотно відбиваються на стані гідробіонтів, але також можуть служити для них надійними «реперами» часу. Наприклад, напруженість геомагнітного поля різко підвищується в періоди рівнодень і в полудні, кут його відмінювання вдень інший, ніж уночі; напруженість електричного поля Землі взимку приблизно вдвічі вище, ніж у середині літа, і закономірно міняється протягом доби. Здатність до сприйняття електромагнітних впливів виявлена в дуже багатьох гідробіонтів. Позитивний електротаксис виявляють багато морських риб, негативний -прісноводні, що використовується при організації електричного лову. Негативний електротаксис хробаків, молюсків і ракоподібних використовується для попередження їхнього осідання на днища кораблів та інші об'єкти, що оберігаються від обростання.

Деякі водні організми використовують для орієнтації відбиття вироблених ними електричних імпульсів. Рибка водяний слон (Моттутш каппите), що живе на дні рік і озер посилаючи до 30 імпульсів у секунду, вистежує кормових тварин, що перебувають у ґрунті, і добуває їх без допомоги зору (харчується в умовах сильної замуленості ґрунту, коли через непрозорість води очі не можуть виявити здобич). Багато гідробіонтів для орієнтування в мутній воді або в темряві користуються слабкими електричними розрядами різної частоти. Цей механізм не радар: сприймаються не відбиті імпульси, а зміни електричного поля в навколишній воді. Механізм допомагає орієнтуватися в просторі радіусом близько 50 см. Різні електричні вугри здійснюють від 65 до 1000 електричних імпульсів у хвилину. Навколо голови міноги утворюється електромагнітне поле, зміни якого при взаємодії з різними тілами інформують тварину щодо знаходження останніх. Здатні орієнтуватися в магнітному полі водорості УоЬох, молюск ІЯазяагііт і деякі інші організми.

9.4 Загальна характеристика екологічної ніші. Багатомірна ніша

Для організмів кожного виду характерно певне місцеперебування -місце, де вони живуть, зустрічаються. Більш широке поняття - екологічна ніша. Спочатку вона розумілася як одиниця розподілу, у межах якої вид утримують його структурні та інстинктивні обмеження. Пізніше Ч. Елтон (1928) розвив подання про нішу виду як його функціональну роль в угрупованні. В 1957 р. Г. Хатчинсон показав, що екологічну нішу можна розглядати як деякий екологічний простір (по Хатчинсону гіперпростір), уякому умови середовища допускають необмежено тривале існування особин виду. При цьому Г. Хатчинсон розрізняє фундаментальну нішу -найбільший гіперпростір, що може заселятися видом під час відсутності конкуренції, і реалізовану нішу - менший гіперпростір, що займає вид в умовах біотичних обмежень.

З огляду на різні аспекти розгляду екологічної ніші, Ю. Одум (1975) включає в це поняття фізичний простір, що займає організм, його функціональну роль в угрупованні і положення щодо градієнтів зовнішніх факторів. За образним висловлюванням Ю. Одума, місцеперебування - це як би «адреса» організму, а екологічна ніша - його біологічна «професія» -де і як він працює на життєвій арені, яке місце займає в біотичній системі. Разом з тим ніша - це сукупність всіх умов, необхідних для існування виду, його необмеженого збереження в часі і просторі. Мак Артур (1968) показав, що термін «ніша» в одному з його аспектів аналогічний поняттю «фенотип», оскільки в обох випадках мова йде про ознаки (властивості) організмів, що відбивають зв'язки організму із середовищем. У розглянутому плані можна говорити про «оптимальний фенотип» -найбільшій відповідності екологічного вигляду організмів умовам, у яких вони живуть. Оптимальний фенотип реалізується на основі єдності організму і середовища як інтегральне рішення шляху максимального освоєння життєвих ресурсів або, висловлюючись за Ч. Дарвіном, підвищення «суми життя». Розрізняють: 1) просторову нішу - її визначення пов'язане з вивченням типу розподілу особин у межах його місцеперебування; 2) функціональну (= трофічну) - складніше всього визначити, тому що для цього необхідно знати джерела харчування виду, швидкості метаболізму і росту, вплив, що здійснює даний вид на інші види й середовище; 3) багатомірну нішу - деякий гіперпростір у системі з п координат, де п - кількість факторів і всі можливі комбінації їхніх взаємодій, тобто п-мірний гіперобсяг, що охоплює повний діапазон умов, при якому організм може успішно відтворити себе. Всі ці типи ніш можуть бути з різним ступенем точності описані та оцінені кількісно. Повний опис ніші - нескінченний ряд біологічних характеристик і фізико-хімічних параметрів.

9.5 Вплив сезонних явищ на життя гідробіонтів

Флуктуації екосистем найбільшою мірою пов'язані із чергуванням сезонів року, меншою - зі зміною років з різною сонячною активністю і деякими іншими циклічними явищами. Характерність послідовних змін екосистем протягом року дозволила В. Г. Богорову (1939) сформулювати подання про біологічні сезони у Світовому океані. За аналогією з порою року виділяються біологічні весна, літо, осінь і зима.

Біологічна весна характеризується достатком фітопланктону, але кількість зоопланктону ще не досягає свого максимуму. Відношення біомаси фітопланктону до біомаси зоопланктону - так званий сезонний показник - виражається в цей час дуже високою величиною, що лежить в інтервалі від 10 до 100. В зоопланктоні у великій кількості перебувають яйця й личинки бентосних тварин, тобто відбувається розмноження останніх. Серед водоростей більшість становлять види, що потребують порівняно високі концентрації живильних солей. Гідрологічно, біологічна весна характеризується збільшенням тривалості та інтенсивності сонячного освітлення, початком прогрівання води, що часто спостерігається опрісненням її поверхневого шару, максимумом присутності в ній біогенів, а в полярних морях - і початком звільнення від льоду.

Біологічне літо пов'язане з настанням максимального освітлення, температура води підвищується, кількість біогенів знижується. У біологічному відношенні воно характеризується різким зменшенням сезонного показника, що стає рівним одиниці або знижується ще більше. Біомаса зоопланктону досягає максимуму, з нього зникають весняні і з'являються літні личинки. Розміри планктонних організмів зменшуються, серед водоростей керівна роль переходить до форм, менш вимогливим до кількості живильних солей.

Біологічна осінь наступає при максимальних річних температурах, які потім починають знижуватися. Помітно зменшуються тривалість та інтенсивність сонячної радіації. Кількість живильних солей спочатку трохи підвищується за рахунок розкладання весняного й літнього планктону, а потім знову падає. У біологічному відношенні осінь у полярних морях характеризується зменшенням концентрації фітопланктону, у помірних і південних - її другим максимумом, помітно більш слабким, ніж навесні. Сезонний показник у полярних морях менше одиниці або дорівнює їй, у помірних і південних - коливається від 1 до 10. У планктоні з'являються найбільш теплолюбні форми.

Біологічна зима наступає при наростаючому похолоданні, поверхня полярних морів покривається льодом, інтенсивність освітлення найменша, кількість біогенів, внаслідок розкладання планктону, що відмирає, і підняття багатих живильними солями глибинних вод до поверхні, безупинно наростає. У біологічному відношенні зима характеризується мінімумом планктону, сезонний показник менше одиниці. Різні види водоростей часто перебувають у стадії спокою або зимуючих клітин; у зоопланктоні головне значення мають дорослі тварини або їхні зимуючі стадії, нових генерацій не утворюється.

В водоймах різних широт ті самі біологічні сезони мають неоднакову тривалість і доводяться на різні місяці. Вегетаційний період, що відповідає біологічним весні, літу й осені, з 12 місяців в екваторіальних моряхскорочується до одного-двох місяців у полярних. Біологічної зими, навпаки, немає в екваторіальних водах, а в полярних вона досягає 10-11 місяців. Із просуванням до полюсів термін настання біологічної весни запізнюється: у тропічних морях вона наступає в зимові місяці, у полярних - у серпні. Тривалість біологічного літа в тропічних водах - сім місяців, у полярних - від одного до двох місяців. Із просуванням на північ і південь біологічна осінь наступає усе раніше, її тривалість скорочується і у високих широтах вона стає скороминущою.

Для сезонних змін населення пелагіалі характерні не тільки певні зрушення у видовому складі й кількісному співвідношенні різних форм. Одночасно чітко простежуються зміни у віковій і розмірній структурі популяцій, у трофічній структурі біоценозів. Наприклад, у тропічній Атлантиці середня маса копепод навесні менше, ніж восени, що пов'язано з річним циклом їхнього розвитку і підвищенням чисельності молодих стадій навесні. Максимум розвитку продуцентів тут спостерігається в лютому - квітні, консументів першого порядку у квітні - серпні, консументів другого порядку в серпні - грудні. Таке ж зрушення в часі росту популяцій послідовних трофічних рівнів є адаптацією споживачів до утилізації своєї кормової бази.

Питання для самостійного вивчення

1. Роль активної реакції середовища та її відновлювально-окислювального потенціалу в житті гідробіонтів

2. Роль світла в житті гідробіонтів. Світлові умови в воді.

3. Вплив звуку, електрики та магнетизму на гідробіонтів.

4. Загальна характеристика екологічної ніши. Багатомірна ніша.

5. Сезонні явища в житті гідробіонтів

Бібліографічний опис

1. КонстантиновА.С. Общая гидробиология. - М.: Высш. шк., 1986. - 472 с.

2. Березина Н.А. Гидробиология. - М.: Легкая и пищевая промышленность. - 1984. - 360 с.

3. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений (Под ред. Абакумова В.А.) - Л: Гидрометиздат. 1983. - 239 с.

4. Киселёв И.А. Планктон морей и континентальные водоемов. - Л.: Наука. - 1969. - 657с.

5. Романенко В.Д. Основи гідроекології. - К.: Обереги, 2001. - 728 с.

6. Определитель фауны Черного и Азовского морей / Под ред. Мордухай-Болтовского Ф.Д. - К.: Наукова думка. - Т.1. 1968, 436 с; Т.2. - 1969, 532 с; Т.З, - 1972, 336 с.

7. Яшнов В.А. Практикум по гидробиологии. - М.: Высшая школа. 1969. -428 с.

8. Северо-западная часть Чёрного моря: биология и экология / Под ред. Зайцева Ю.П., Александрова Б. Г., Миничевой Г. Г. - К.: «Наукова думка», 2006. - 703 с.

9. Зайцев Ю. П. Введение в экологию Чёрного моря. - Одесса: «Эвен», 2006. -224 с.

10. Бурковский И.В. Морская биогеоценология. Организация сообществ и экосистем. - М.: Т-во научных изданий КМК, 2006. - 285 с.

Навчальне видання

Курілов Олександр Вікторович

ГІДРОБІОЛОГІЯ

Конспект лекцій Частина І

Підп. до друку   . .08 Формат 60х84/16 Папір офс.

Умовн. друк. арк. . Тираж 200 Зам. №

Надруковано з готового оригінал-макета

Одеський державний екологічний університет 65016, Одеса, вул. Львівська, 15

 

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12 


Похожие статьи

О В Курілов - Гідробіологія конспект лекцій

О В Курілов - Гідробіологія