Что необходимо животным для жизни в водной среде обитания
Особенности, краткое описание и группы водных животных
Водное животное – это позвоночное или беспозвоночное животное, которое живет в воде в течение определенного времени или всей своей жизни. Многие насекомые, такие как комары, поденки, стрекозы и ручейники, начинают свой жизненный цикл, как водные личинки, прежде чем превратится в крылатых взрослых особей. Водные животные могут дышать воздухом или получать растворенный в воде кислород при помощи специализированных органов, называемых жабрами, или непосредственно через кожу. Природные условия и животные, которые обитают в них, можно разделить на две основные категории: водные или наземные (сухопутные).
Группы водных животных
Большинство людей думают только о рыбах, когда их спрашивают о водных животных. Однако есть и другие группы животных, обитающих в воде:
Термин “водный” может применяться к животным, которые живут, как в пресной воде (пресноводные животные), так и в соленой воде (морские животные). Тем не менее, понятие морские организмы чаще всего используется для животных, обитающих в морской воде, то есть в океанах и морях.
Водная фауна (особенно пресноводные животные) часто вызывает особую озабоченность у защитников природы из-за хрупкости их среды обитания. Они подвергаются воздействию чрезмерного промысла, браконьерства, загрязнения окружающей среды и изменения климата.
Для большинства амфибий характерна водная личиночная стадия, например, головастики у лягушек, но взрослые особи ведут наземный образ жизни вблизи водоемов. Некоторые рыбы, к примеру, арапаима и ходячий сом, также эволюционировали, чтобы дышать воздухом для выживания в бедной на кислород воде.
Знаете, почему герой известного мультфильма “Губка Боб Квадратные Штаны” (или “Спанч Боб Сквэр Пэнтс”), изображен в виде губки? Потому что есть водные животные, которые называются морскими губками. Однако морские губки не похожи на квадратную кухонную губку, как персонаж из мультфильма, а имеют более округлую форму тела.
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.
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.
Заключение
Водные животные обитают в воде и зависят от нее для выживания. Существуют различные группы водных животных, в том числе рыбы, млекопитающие, моллюски, книдарии и ракообразные. Они живут либо в пресноводных водоемах (ручьи, реки, озера и пруды), либо в соленой воде (моря, океаны и др.), и могут быть как позвоночными, так и беспозвоночными.
Какие приспособления имеют животные к жизни в водной среде. Подскажите пожайлуста!
обтекаемая форма тела
наличие слизи на теле
подкожный слой жира
2. Высокая плотность воды является также причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в водной среде. Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов.
4. Электропроводность открыла возможность эволюционного формирования электрических органов чувств, обороны и нападения.
У жуков-плавунцов – плавательные ножки, похожие на весла.
Только в водной среде встречаются неподвижные, ведущие прикрепленный образ жизни животные: гидроиды (Hydroidea), коралловые полипы (Anthozoo), морские лилии (Crinoidea), двустворчатыемоллюски (Bivalvia) и др
обтекаемая форма тела
наличие слизи на теле
подкожный слой жира
2. Высокая плотность воды является также причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в водной среде. Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов.
4. Электропроводность открыла возможность эволюционного формирования электрических органов чувств, обороны и нападения.
У жуков-плавунцов – плавательные ножки, похожие на весла.
Только в водной среде встречаются неподвижные, ведущие прикрепленный образ жизни животные: гидроиды (Hydroidea), коралловые полипы (Anthozoo), морские лилии (Crinoidea), двустворчатыемоллюски (Bivalvia) и др
емная жизнь зародилась в воде. Все что сейчас ползает, бегает и растет на земле, что летает над землей и “роется” под землей – все это когда-то вышло из моря.
Постепенно рыбы, птицы и звери расселились в разных местах. Одни облюбовали себе леса, другие зарылись под землю, третьим понравились живописные луга.
Ну, а те, кто остался верен водной среде и остался жить в водоемах.
У жителя водной среды должны быть определенные приспособления, многие из них можно обнаружить уже в его внешности. Для плаванья нужны соответствующая форма тела, покрытие его облегчающее движение в воде. Аппарат передвижения включает особые конечности, специальные выросты или иной вариант двигателя.
●Приспособления к водной среде:
Форма тела должна быть всегда обтекаемой при самых разных ее вариантах, например::
— сплюснутой с боков (карась),
— сплюснутой в спино-брюшном направлении (пиявка),
— круглой в поперечном сечении (угорь),
-каплевидной (жук-плавунец),
-торпедообразной (кальмар).
●Тело должно минимизировать трение о воду. Это достигается особенностями его покровов:
.- покров слизи (рыба);
-очень гладкая («полированная») твердая поверхность (морская черепаха),
-мягкий слой на поверхности твердого корпуса (кит).
●Конечности:
-имеют плавательную перепонку (лягушка),
-преобразованы в плавники (дельфин),
-преобразованы в ласты (тюлень).
●Специальные выросты и приспособления к движению в воде могут включать:
-плавательную перепонку вокруг тела или специальную типа «зонтик» (каракатица, медуза),
-водоструйный («реактивный») двигатель (кальмар, личинка стрекозы),
— хвост с плавником (рыба).
●В воде тоже приходится дышать, и такое дыхание организовано по определенным правилам. Органы дыхания различны:
-жабры (рыба),
-дыхательная трубка (ранатра),
-воздухозаборники (водяные жуки, клопы),
— запасание воздуха под водой в виде пузыря (паук серебрянка),
— формирование пузыря, заменяющего легкое (жуки-плавунцы).
●Основное правило окраски для водных животных диктует соотношение яркости света в воде. Когда смотришь сверху, то видишь темное дно, а при взгляде из воды – светлое небо. Отсюда характерная приспособительная окраска всех живущих в воде. Верхняя часть тела у них темная, маскирует их на фоне темного дна, а нижняя – светлая, маскирует на фоне светлого неба. Из-за этой особенности окраски:
большинство водных жителей резко двуцветные: темный верх и светлая нижняя (брюшная) сторона.
☆☆☆Живут организмы в определенных местах, и каждый из них обязательно приспособлен к своей среде обитания. Из-за того, что всем здесь живущим приходится приспосабливаться к одним и тем же воздействиям извне, организмы из одной среды становятся похожими между собой. Зная это экологическое правило можно уже по внешности предположить, вместе обитают эти существа или нет, а также в какой среде живет данный организм. На планете имеются 4 среды обитания: водная, подземная, воздушная и внутриорганизменная. Любой организм может служить средой обитания многим паразитическим и мутуалистическим организмам☆☆☆.
● Вопрос был о рыбе, поэтому и говорили только о приспособлении к конкретной (водной) среде обитания.
обтекаемая форма тела
наличие слизи на теле
подкожный слой жира
2. Высокая плотность воды является также причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в водной среде. Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов.
4. Электропроводность открыла возможность эволюционного формирования электрических органов чувств, обороны и нападения.
У жуков-плавунцов – плавательные ножки, похожие на весла.
Только в водной среде встречаются неподвижные, ведущие прикрепленный образ жизни животные: гидроиды (Hydroidea), коралловые полипы (Anthozoo), морские лилии (Crinoidea), двустворчатыемоллюски (Bivalvia) и др
2. Высокая плотность воды является также причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в водной среде. Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов.
4. Электропроводность открыла возможность эволюционного формирования электрических органов чувств, обороны и нападения.
У жуков-плавунцов – плавательные ножки, похожие на весла.
Только в водной среде встречаются неподвижные, ведущие прикрепленный образ жизни животные: гидроиды (Hydroidea), коралловые полипы (Anthozoo), морские лилии (Crinoidea), двустворчатыемоллюски (Bivalvia) и др
2. Высокая плотность воды является также причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в водной среде. Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов.
4. Электропроводность открыла возможность эволюционного формирования электрических органов чувств, обороны и нападения.
У жуков-плавунцов – плавательные ножки, похожие на весла.
Только в водной среде встречаются неподвижные, ведущие прикрепленный образ жизни животные: гидроиды (Hydroidea), коралловые полипы (Anthozoo), морские лилии (Crinoidea), двустворчатыемоллюски (Bivalvia) и др
Водная среда обитания характеристика, особенности и факторы (Таблица)
Водная среда обитания хараткеристика таблица
Общая характеристика водной среды
Вода как средство обитания имеет ряд специфических свойств, таких, как большая плотность, сильные перепады давления, относительно малое содержание кислорода, сильное поглощение солнечных лучей и другое. Водоемы и отдельные их участки различаются, кроме того, солевым режимом, скоростью горизонтальных перемещений (течений), содержанием взвешенных частиц. Обитатели водной среды получили в экологии общее название гидробионтов.
Гидросфера занимает до 71% площади земного шара. Организмы, обитающие в водной среде, называются гидробионтами. В водной среде обитает около 150 000 видов животных (примерно 7% от общего количества их на земном шаре) и 10 000 видов растений (8%). Подсчитано, что биологический круговорот воды морей и океанов, рек и озер происходит за 2 млн. лет, т. е. именно столько времени требуется, чтобы вся она прошла через живое вещество (совокупность всех живых организмов) планеты.
Экологические зоны Мирового океана
Экологические зоны Мирового океана (по КонстантиновуА.С., 1967г.).
Экологические группы гидробионтов
Бентос совокупность организмов, обитающих на дне водоемов.
Скрость водообмена в водной среде
Вода на Земле находится в постоянном движении. Смена воды в реках происходит в среднем 30 раз в год, то есть каждые 12 дней. Воды проточных озер обмениваются за десятки лет, а непроточных за 200-300лет. Воды Мирового океана обновляются в среднем за 3000лет.
Основные абиотические факторы водной среды
Факторы водной среды
Плотность и вязкость.
Плотность воды превышает плотность воздуха в 800раз, поэтому у водных растений очень слабо или вообще не развита механическая ткань, обеспечивающая растению прочность, вследствие чего их стебли эластичны и легко изгибаются. Большинству водных растений присуща плавучесть и способность находиться в толще воды во взвешенном состоянии. Они то поднимаются к поверхности, то вновь опускаются. У многих водных животных покровы обильно смазываются слизью, уменьшающей трение при передвижении, а тело имеет обтекаемую форму. На разных глубинах животные испытывают различное давление. В среднем в водной толще на каждые 10 м глубины давление возрастает на 1 атм. Глубоководные приспособились к высокому давлению (до 1000 атм), обитатели же поверхностных слоев ему не подвержены.
Прозрачность и световой режим
К данным факторам наиболее чувствительны фотосинтезирующие растения. В мутных водоемах они обитают только в поверхностном слое, а там, где прозрачность воды более высока, они проникают на значительные глубины. Мутность воды создается огромным количеством взвешенных в ней частиц минеральных веществ (глина, ил) и мелких организмов, что ограничивает проникновение солнечных лучей. Световой режим обусловлен также закономерным убыванием света с глубиной. При этом лучи солнечного света с разной длиной волны поглощаются неодинаково: быстрее всего поглощаются красные, тогда как сине-зеленые проникают на значительные глубины. Цвет среды с глубиной меняется, постепенно переходя от зеленоватого к зеленому, затем к голубому, синему, сине-фиолетовому, сменяемому постоянным мраком. Соответственно этому с глубиной зеленые водоросли уступают место бурым и красным, пигменты которых приспособлены к улавливанию солнечных лучей с более короткими длинами волн.
Соленость водной среды
В водах Мирового океана содержатся почти все встречающиеся на Земле элементы. Масса минеральных веществ (в граммах), растворенных в 1 л воды, называется соленостью. Единицей солености является промилле (‰), что соответствует содержанию 1г минеральных веществ в 1 литре воды.
Кислород попадает в водную среду двумя путями: во-первых, поступает из атмосферы, во-вторых, образуется в результате фотосинтеза зеленых растений. Разные животные проявляют неодинаковую потребность в кислороде. Например, форель и гольян очень чувствительны к его дефициту, поэтому обитают лишь в быстро текущих, холодных и хорошо перемешиваемых водах. Плотва, ерш, карась неприхотливы в этом отношении, а личинки комаров хирономид и малощетинковые черви трубочники обитают на больших глубинах, где кислород практически отсутствует. С понижением температуры растворимость кислорода, как и других газов, увеличивается.
Углекислый газ растворяется в воде примерно в 35 раз лучше кислорода (при 0°С). В воде его почти в 700 раз больше, чем в атмосфере, откуда он поступает. Большая часть углекислоты присутствует в водной среде в виде карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов. Углекислый газ обеспечивает фотосинтез водных растений и принимает участие в формировании известковых скелетных образований беспозвоночных животных.
Кислотность водной среды
Источник информации:
1. ЭКОЛОГИЯ / С.В.Алексеев, Спб. — 1997.
2. Общая экология (в схемах и в таблицах)/ Бексеитов Т.К., Павлодар — 2004.
Адаптации к водной среде обитания
«АДАПТАЦИИ К ВОДНОЙ СРЕДЕ ОБИТАНИЯ»
ГЛАВА 1. Экологические группы гидробионтов………………………………5
ГЛАВА 2. Основные свойства водной среды и роль в жизни гидробионтов…8
ГЛАВА 3. Специфические приспособления гидробионтов…………………14
3.1. Особенности адаптации растительных организмов к обитанию в воде……………………………………………………………………………….14
3.2. Особенности адаптации животных в водной среде………………..15
Список использованной литературы………………………………………….18
Актуальность темы. На нашей планете живые организмы освоили четыре основные среды обитания. Первой стала водная, в которой возникла и распространилась жизнь. Далее организмы овладели наземно-воздушной, создали и заселили почву и сами стали четвертой специфической средой жизни.
Вода как среда обитания имеет ряд специфических свойств, таких как большая плотность, сильные перепады давления, малое содержание кислорода, сильное поглощение солнечных лучей. Кроме того, водоемы и их отдельные участки различаются солевым режимом, скоростью течений, содержанием взвешенных частиц. Для некоторых организмов имеют значение также свойства грунта, режим разложения органических остатков и т.д. Поэтому наряду с адаптациями к общим свойствам водной среды ее обитатели должны быть приспособлены и к разнообразным частным условиям.
Все обитатели водной среды получили в экологии комплексное название гидробионтов. Гидробионты населяют Мировой океан, континентальные водоемы и подземные воды.
Поскольку биосфера характеризуется огромным видовым разнообразием растительных и животных организмов, не достаточно знать только морфологических и анатомических особенностей обитателей различных сред обитания, в том числе и гидробионтов. Необходимо детально рассматривать их этологию и механизмы приспособлений к водной среде на различных ступенях развития и уровнях организации с учетом таксономической принадлежности.
Цель: изучение адаптаций организмом к обитанию в водной среде.
Цель исследования определила следующие задачи :
Изучить экологические группы гидробионтов;
Рассмотреть свойства водной среды обитания;
3. Проанализировать специфические приспособления представителей гидробионтов.
Композиционно работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы.
ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕССКИЕ ГРУППЫ ГИДРОБИОНТОВ
Наибольшим разнообразием жизни отличаются теплые моря и океаны (40 тыс видов животных) в области экватора и тропиках, к северу и югу происходит обеднение флоры и фауны морей в сотни раз. Что касается распределения организмов непосредственно в море, то основная масса их сосредоточена в поверхностных слоях (эпипелагиаль) и в сублиторальной зоне. В зависимости от способа передвижения и пребывания в определенных слоях, морские обитатели подразделяются на три экологические группы: нектон, планктон и бентос [1].
Нектон – активно передвигающиеся крупные животные, способные преодолевать большие расстояния и сильные течения: рыбы, кальмары, ластоногие, киты. В пресных водоемах к нектону относятся и земноводные и множество насекомых.
Планктонные организмы обладают многими сходными адаптациями, повышающими их плавучесть и препятствующими оседанию на дно. К таким приспособлениям относятся: общее увеличение относительной поверхности тела за счет уменьшения размеров, сплющенности, удлинения, развития многочисленных выростов или щетинок, что увеличивает трение о воду; уменьшение плотности за счет редукции скелета, накопления в теле жиров, пузырьков газа и т.п. (рис. 1). Плотность и вязкость воды сильно влияют на возможность активного плавания.
A – палочковидные формы:
1 – диатомея Synedra; 2 –цианобактерия Aphanizomenon; 3 –перидинеевая водоросль Amphisolenia; 4 – Euglena acus ; 5 – головоногий моллюск Doratopsis vermicularis ; 6 – веслоногий рачок Setella ; 7 – лчинка Porcellana ( Decapoda )
Б – расчлененные формы:
1 – моллюск Glaucus atlanticus ; 2 – червь Tomopetris euchaeta ; 3 – личинка рака Palinurus ; 4 – личинка рыбы морского черта Lophius; 5 – веслоногий рачок Calocalanus pavo.
Рис. 1. Увеличение относительной поверхности тела у планктонных организмов [10].
Бентос – гидробионты дна. Представлен в основном прикрепленными или медленно передвигающимися животными (зообентос: фораминефоры, рыбы, губки, кишечнополостные, черви, плеченогие моллюски, асцидии, и др.), более многочисленными на мелководье. На мелководье в бентос входят и растения (фитобентос: диатомовые, зеленые, бурые, красные водоросли, бактерии). На глубине, где нет света, фитобентос отсутствует.
В озерах зообентос менее обилен и разнообразен, чем в море. Его образуют простейшие (инфузории, дафнии), пиявки, моллюски, личинки насекомых и др. Фитобентос озер образован свободно плавающими диатомеями, зелеными и сине-зелеными водорослями; бурые и красные водоросли отсутствуют.
Укореняющиеся прибрежные растения в озерах образуют четко выраженные пояса, видовой состав и облик которых согласуются с условиями среды в пограничной зоне «суша-вода». В воде у самого берега растут гидрофиты – полупогруженные в воду растения (стрелолист, белокрыльник, камыши, рогоз, осоки, трищетинник, тростник). Они сменяются гидатофитами – растениями, погруженными в воду, но с плавающими листьями (лотос, ряски, кубышки, чилим, такла) и – далее – полностью погруженными (рдесты, элодея, хара). К гидатофитам относятся и плавающие на поверхности растения (ряска).
Деление гидробионтов на экологические группы обусловлено различиями в условиях их существования. Это обусловлено различиями в рельефе Мирового океана, типом климата, широты, самих свойств воды в местах обитания [3].
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ВОДНОЙ СРЕДЫ
Наличие и количество растворенного кислорода в воде для гидробионтов является важнейшим экологическим фактором. Кислород поступает в воду из воздуха и выделяется растениями при фотосинтезе. В слоях, сильно заселенных животными и бактериями, может создаваться дефицит кислорода из-за усиленного его потребления, а около дна водоемов условия могут быть близкими к анаэробным [1]. При застойном режиме в небольших водоемах вода также резко обедняется кислородом. При концентрации ниже 0,3-3,5 мл/л жизнь аэробов в воде невозможна. Содержание кислорода в условиях водоема оказывается лимитирующим фактором.
Дыхание гидробионтов осуществляется как через поверхность тела, так и через специализированные органы – жабры, легкие, трахеи и даже через кожные покровы. У отдельных видов встречается комбинирование водного и воздушного дыхания (двоякодышащие рыбы, сифонофоры, дискофанты, многие легочные моллюски и др.). Вторичноводные животные сохраняют обычно атмосферный тип дыхания как энергетически более выгодный, и поэтому нуждаются в контактах с воздушной средой. К ним относятся ластоногие, китообразные, водяные жуки, личинки комаров и т. д.
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. Иногда заморы возникают и в морях.
Углекислый газ, содержащийся в воде, принимает участие в формировании известковых скелетных образований беспозвоночных животных и обеспечивает фотосинтез водных растений.
Кислород и углекислый газ очень важны для жизни гидробионтов. Они участвуют в процессах дыхания и фотосинтеза – наиболее важных процессов для жизнедеятельности водных организмов.
В жизни водных организмов важную роль играет соленость воды или солевой режим. Химический состав вод формируется под влиянием естественно-исторических и геологических условий, антропогенном воздействии. По общей минерализации воды можно разделить на пресные с содержанием солей до 1 г/л, солоноватые (1-25 г/л), морской солености (26-50 г/л) и рассолы (более 50 г/л). Наиболее важными из растворенных веществ в воде являются карбонаты, сульфаты и хлориды (таб. 1).
Таблица 1. Состав основных солей в различных водоемах [4].
В морской воде обнаружены 13 металлоидов и не менее 40 металлов. По степени значимости первое место занимает поваренная соль, затем хлористый барий, сернокислый магний и хлористый калий.
Поддержание водного баланса гидробионтов имеет свою специфику. Для гидробионтов существенным является 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 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 [1].
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 [5].
2.3 Температурный режим
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.
Изменение температуры в текущих водах следует за ее изменениями в окружающем воздухе, отличаясь меньшей амплитудой. Амплитуда годовых колебаний температуры в верхних слоях океана не более 10–15 °C, в континентальных водоемах – 30–35 °C. Глубокие слои воды отличаются постоянством температуры. В экваториальных водах среднегодовая температура поверхностных слоев +26–27°С, в полярных – около 0°C и ниже. В горячих наземных источниках температура воды может приближаться к +100°C, а в подводных гейзерах при высоком давлении на дне океана зарегистрирована температура +380°C [1].
Летом наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные – у дна. Это явление прямой стратификации. Зимой, с понижением температуры, происходит обратная стратификация. Поверхностный слой воды имеет температуру близкую к 0°С. На дне температура около 4°С, что соответствует максимальной ее плотности. Таким образом, с глубиной температура повышается – температурная дихотомия. Наблюдается в большинстве наших озер летом и зимой.
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 [1].
На водные организмы большое влияние оказывают световой режим и прозрачность воды. Света в воде гораздо меньше, чем в воздухе, что связано с прозрачностью воды. Часть падающих на поверхность водоема лучей отражается в воздушную среду. Быстрое убывание количества света с глубиной связано с поглощением его водой [4].
Окраска животных меняется с глубиной. 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 сине-фиолетовому свету на этих глубинах.
Количество света в верхних слоях водоемов сильно меняется в зависимости от широты местности и от времени года. Длинные полярные ночи сильно ограничивают время, пригодное для фотосинтеза, в арктических и приантарктических бассейнах, а ледовый покров затрудняет доступ света зимой во все замерзающие водоемы [1].
Рис. 4. Органы свечения водных животных [4]:
1 – глубоководный удильщик с фонариком над зубатой пастью; 2 – распределение светящихся органов у рыбы сем. Mystophidae.
В темных глубинах океана в качестве источника зрительной информации организмы используют свет, испускаемый живыми существами. Свечение живого организма получило название биолюминесценции, которая многократно возникала во многих группах организмов на разных этапах эволюции.
Свечение может быть побочным результатом жизнедеятельности клеток (бактерии, низшие растения). Экологическую значимость оно получает только у животных, обладающих достаточно развитой нервной системой и органами зрения. У многих видов органы свечения приобретают очень сложное строение с системой отражателей и линз, усиливающих излучение (рис. 2). Ряд рыб и головоногих моллюсков, неспособных генерировать свет, используют симбиотических бактерий, размножающихся в специальных органах этих животных.
Биолюминесценция имеет в жизни животных в основном сигнальное значение. Световые сигналы могут служить для ориентации в стае, привлечения особей другого пола, подманивания жертв, для маскировки или отвлечения. Вспышка света может быть защитой от хищника, ослепляя или дезориентируя его. Свет – фактор, влияющий на суточную активность, окраску, фотосинтез и другие приспособительные реакции гидробионтов.
ГЛАВА 3. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ГИДРОБИОНТОВ
3.1 Особенности адаптации растительных организмов к обитанию в водной среде
Водные растения имеют значительные отличия от наземных растительных организмов. Характерным для водных растений является слабое развитие проводящей ткани и корневой системы. Корневая системой служит главным образом для прикрепления к подводному субстрату и не выполняет функции минерального питания и водоснабжения, как у наземных растений. Питание водных растений осуществляется всей поверхностью их тела.
Значительная плотность воды дает возможность обитания растений во всей ее толще. У низших растений, заселяющих различные слои и ведущих плавающий образ жизни, для этого имеются специальные придатки, которые увеличивают их плавучесть позволяют им удерживаться во взвешенном состоянии. Высшие гидрофиты имеют слабо развитую механическую ткань. В их листьях, стеблях, корнях располагаются воздухоносные межклеточные полости, увеличивающие легкость и плавучесть взвешенных в воде и плавающих на поверхности органов, что также способствует смыванию внутренних клеток водой с растворенными в ней солями и газами.
Относительно низкая температура водной среды обусловливает отмирание вегетирующих частей у погруженных в воду растений после образования зимних почек и замену летних тонких нежных листьев более жесткими и короткими зимними. Низкая температура воды отрицательно сказывается на генеративных органах водных растений, а высокая ее плотность затрудняет перенос пыльцы. В связи с этим водные растения интенсивно размножаются вегетативным путем [1].
3.2 Особенности адаптации животных к водной среде
У животных, обитающих в водной среде, по сравнению с растениями адаптивные особенности более многообразны, к ним относятся такие, как анатомо-морфологические, поведенческие и др.
Животные, обитающие в толще воды, обладают в первую очередь приспособлениями, которые увеличивают их плавучесть и позволяют противостоять движению воды, течениям. Данные же организмы вырабатывают приспособления, которые препятствуют поднятию их в толщу воды или уменьшают плавучесть, что позволяет удержаться на дне, включая и быстро текущие воды [3].
Активное плавание у животных осуществляется с помощью ресничек, жгутиков, изгибания тела, реактивным способом за счет энергии выбрасываемой струи воды. Наибольшего совершенства реактивный способ передвижения достиг у головоногих моллюсков. У крупных животных нередко имеются специализированные конечности (плавники, ласты), тело их обтекаемой формы и покрыто слизью, что позволяет им развивать достаточно большую скорость передвижения, преодолевая сопротивление воды [1].
Смена условий в водной среде вызывает и определенные поведенческие реакции организмов. С изменением освещенности, температуры, солености, газового режима и других факторов связаны вертикальные (опускание вглубь, поднятие к поверхности) и горизонтальные (нерестовые, зимовальные и нагульные) миграции животных. В морях и океанах в вертикальных миграциях принимают участие миллионы тонн гидробионтов, а при горизонтальных миграциях водные животные могут преодолевать сотни и тысячи километров [1].
На Земле существует много временных, неглубоких водоемов, возникающих после разлива рек, сильных дождей, таяния снега и т. д. Общими особенностями обитателей пересыхающих водоемов является способность давать за короткие сроки многочисленное потомство и переносить длительные периоды без воды, переходя в состояние пониженной жизнедеятельности — гипобиоза [3].
На нашей планете обитает большое количество видов растений и животных, для которых вода является непосредственной средой обитания. Водная среда обитания организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства водной среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливается к этим изменениям. С экологических позиций среда – это природные тела и явления, которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях.
Выделяют следующие группы гидробионтов: планктон, нектон, бентос. Такое деление гидробионтов на экологические группы обусловлено различиями в условиях их существования. Деление гидробионтов на экологические группы является специфической формой организации живого в гидросфере и представляет собой совокупность организмов, имеющих комплексы конвергентных адаптаций к условиям водной среды.
В данной работе были изучены следующие свойства водной среды: солевой, температурный и световой режимы, газовый состав. Изученные свойства водной среды явились основополагающими в развитии приспособлений гидробионтов к обитанию в воде.
При выполнении данной работы были рассмотрены приспособления растительных и животных организмов к обитанию в воде.
Список использованной литературы
Степановских, А.С. Общая экология / А. С. Степановских. – М.: Юнити. – 2005. – 687 с.
Степановских, А.С. Общая экология / А. С. Степановских. – М.: Юнити. – 2003. – 703 с.
Радкевич, В.А. Экология / В. А. Радкевич. – Минск: Высшая школа. –