Какие организмы относят к бентосными. Морской бентос (Энциклопедия)

Что такое "Бентос"? Как правильно пишется данное слово. Понятие и трактовка.

Бентос БЕНТОС (от греч. benthos - глубина), совокупность организмов, обитающих на грунте и в грунте морских и континентальных водоёмов. Б. делят на растительный (фитобентос) и животный (зообентос). В зообентосе различают животных, обитающих в толше грунта - инфауна (гл. обр. многие многощетинковые черви и двустворчатые моллюски, эхиуриды, сипункулиды, нек-рые иглокожие и др.), передвигающихся по поверхности грунта - онфауна (многощетинковые черви и моллюски, большинство иглокожих, разл. ракообразные), прикрепляющихся к субстрату - эпифауна (губки, гидроиды, актинии и разл. кораллы, мшанки, морские жёлуди, нек-рые двустворчатые моллюски и др.), а также плавающих вблизи дна и лишь периодически опускающихся на дно - нектобентос (креветки, мизиды, нек-рые голотурии, придонные рыбы и др.). По размерам среди организмов Б. различают макробентос - от 5-10 мм и крупнее (подавляющее большинство донных животных), мейобентос - от 0,5 до 5-10 мм (население самого верх, слоя грунта) и микробентос - менее 0,5 мм (бактерии и др. одноклеточные организмы). Основу мелководного фитобентоса в морях составляют макрофиты (водоросли и мор. травы); значит, роль могут также играть скопления донных диатомовых водорослей. В глубинах кроме животных обитают только бактерии и низшие грибы. Биомасса Б. в морях убывает с глубиной: на литорали и в верх, сублиторали - до 5-10 кг/м2 и более, глубже, в сублиторали,- сотни и десятки г/м2, в батиали - граммы, в абиссали - обычно не более 1 г/м2, а в бедных жизнью центр, р-нах океанов - 0,01 г/м2 и менее. На долю расположенных вблизи материков мелководий (до 200 м), занимающих менее 8% площади дна океана, приходится ок. 60% биомассы всего океанич. Б., а на долю абиссали (глубже 3000 м), занимающей 3/« площади дна,- лишь менее 10%. Суммарная биомасса Б. в океане оценивается в 10-12 млрд. т. В нек-рых р-нах вост. части Тихого ок. на глуб. 2,5-3 км обнаружили (в 1979) т. н. оазисы жизни вблизи выходов горячих подземных вод (гидротерм). В этих участках биомасса Б. достигает неск. кг/м2; их фауна включает многие ранее неизвестные виды животных: гигантских двустворчатых моллюсков и представителей погонофор. В пресных водоёмах Б. качественно и количественно беднее, чем в морских. Из животных в него входят простейшие, губки, круглые черви, малошетинковые черви, пиявки, моллюски, ракообразные и личинки мн. водных насекомых. Фитобентос представлен гл. обр. водорослями (особенно синезелёными и харовыми) и разл. цветковыми растениями (рдесты, кувшинки, рогоз, тростник и мн. др.). Б. служит пищей для мн. рыб, а в морях также для нек-рых ластоногих. Мн. виды мелководного мор. Б.- объект промысла и аквакультуры. .(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. - 2-е изд., исправл. - М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)бе?нтос совокупность живых организмов, обитающих на дне и в грунте водоёмов. Основой фитобентоса (растительной составляющей бентоса) в морях и океанах являются зелёные, бурые и красные водоросли. В составе пресноводного бентоса преобладают зелёные водоросли и высшие растения. Организмы зообентоса (животной составляющей бентоса) могут обитать в толще грунта (напр., многощетинковые черви), быть прикреплёнными к субстрату (напр., кораллы, губки) или свободно перемещаться по нему (напр., ракообразные). В зообентосе морей и океанов преобладают фораминиферы, губки, кораллы, многощетинковые черви, моллюски, ракообразные, иглокожие, рыбы и др. В пресных водах зообентос представлен обычно простейшими, губками, червями, пиявками, моллюсками, личинками насекомых и др. Бентос служит пищей для многих промысловых рыб (бентофаги), а в морях – и для некоторых ластоногих. Многие организмы бентоса используются в пищевой и лёгкой промышленности..(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)

Толща воды, или пелагиаль (pelages - море) заселена пелагическими организмами, которые обладают способностью плавать или удерживаться в определенных слоях.

В связи с этим данные организмы подразделяются на две группы: нектон и планктон. Третью экологическую группу - бентос - образуют обитатели дна.

Нектон (nektos - плавающий) - это совокупность пелагических активно передвигающихся животных, не имеющих непосредственной связи с дном. Нектон представлен главным образом крупными животными, которые способны преодолевать большие расстояния и сильные течения воды. Они имеют обтекаемую форму тела и хорошо развитые органы движения. К типичным нектонным организмам относятся рыбы, кальмары, киты, ластоногие. К нектону в пресных водах кроме рыбы относятся земноводные и активно перемещающиеся водные насекомые. Многие морские рыбы могут передвигаться в толще воды с огромной скоростью: до 45-50 км/час - кальмары, 100-150 км/час - парусники и 130 км/час - меч-рыба.

Планктон (planktos - блуждающий, парящий) - это совокупность пелагических организмов, которые не обладают способностью к быстрым активным передвижениям. Как правило, это мелкие животные - зоопланктон и растения - фитопланктон , которые не могут противостоять течениям. В состав планктона включают и «парящие» в толще воды личинки многих животных. Планктонные организмы располагаются как на поверхности воды, на глубине, так и в придонном слое.

Организмы, населяющие поверхностную пленку воды на границе с воздушной средой, составляют особую группу - нейстон .

Бентос (benthos - глубина) - это совокупность организмов, обитающих на дне (на грунте и в грунте) водоемов. Он подразделяется на зообентос и фитобентос . Большей частью представлен прикрепленными или медленно передвигающимися или роющими в грунте животными. На мелководье он состоит из организмов, синтезирующих органическое вещество (продуценты), потребляющих (консументы) и разрушающих его (редуценты). На глубинах, где нет света, фитобентос (продуценты) отсутствует. В морском зообентосе доминируют фораминифоры, губки, кишечно-полостные, черви, плеченогие, моллюски, асцидии, рыбы и др. Более многочисленны бентосные формы на мелководьях. Их общая биомасса здесь может достигать десятков килограммов на 1 м 2 .

Фитобентос морей в основном включает водоросли (диатомовые, зеленые, бурые, красные) и бактерии. У побережий встречаются цветковые растения - зостера, руппия, филлосподикс. Наиболее богаты фитобентосом скалистые и каменистые участки дна.

В озерах, как и морях, различают планктон, нектон и бентос .

Однако в озерах и других пресных водоемах зообентоса меньше, чем в морях и океанах, а видовой их состав однообразен. Главным образом это простейшие, губки, ресничные и малощетинковые черви, пиявки, моллюски, личинки насекомых и др.

По образу жизни водные растения подразделяют на две основные экологические группы:

- гидрофиты - растения, погруженные в воду только нижней частью и обычно укореняющиеся в грунте.

- гидатофиты - растения, которые полностью погружены в воду, а иногда и плавающие на поверхности или имеющие плавающие листья.

В жизни водных организмов большую роль играют вертикальное перемещение воды, плотность, температурный, световой, солевой, газовый (содержание кислорода и углекислого газа) режимы, концентрация водородных ионов (рН).

Бентос - совокупность организмов, обитающих на грунте и в грунте морей, озер и рек. По среде и способу обитания Бентос отличается от планктона - пассивно переносимых течениями организмов - и нектона - активных пловцов. Большинство бентосных животных имеют планктонные личинки, а некоторые виды нектона тесно связаны со средой бентали. Термин «демерсальный» (придонный) также используется для названия организмов, встречающихся на дне или у дна. Бентос является важной экологической группой, потому что он встречается во всех морских и материковых водоемах земного шара и имеет важное хозяйственное значение. Бентосные животные изменяют физические и химические свойства донных осадков. Кроме того, большинство ископаемых состоит из остатков бентосных организмов. Принято делить бентосные организмы на эпифауну и инфауну. Эпифауна - все те животные, которые живут на морском грунте или на растениях, скалах и т. д., выступающих над поверхностью дна. Инфауна состоит из тех животных, которые живут в грунте. Хотя большинство бентосных видов связано или только с эпифауной, или только с инфауной, небольшое количество их встречается в обеих средах.

Состав . Все типы морских организмов хорошо представлены в Бентос, за исключением гребневиков (Ctenophora) и щетинкочелюстных (Chaetognatha). Характерными группами, представленными в макробентосе (организмах размером больше 1 мм), являются многощетинковые черви, пластинчатожаберные моллюски, иглокожие, губки, асци-дии и ракообразные. Мейобентос, состоящий из организмов, размер которых примерно 0,1-1 мм, обычно представлен мелкими многощетинковыми червями, пластинчатожаберными моллюсками, копеподами (Harpacticoida), остракодами, некоторыми видами Ситасеа, нематодами, ресничными червями (Turbellaria) и фораминиферами.

Промежуточная фауна песка на мелководье составляет уникальный мейобентос. Организмы, размер которых меньше 0,1 мм, составляют микробентос. Эта группа включает бактерии, бентосные диатомовые водоросли, ресничные инфузории (Ciliata), амебы и жгутиковые. Хотя бактерии составляют небольшую часть общего веса или биомассы бентосного сообщества, они имеют большое значение в пищевой цепи моря. Бентосные бактерии возвращают биогенные элементы в экосистему и превращают детриты и растворенное органическое вещество в частички, которые могут использоваться более крупными организмами.

Многообразие и обилие видов Бентос меняется с широтой и глубиной, а также в зависимости от локальных условий среды. Число макробентосных видов может превышать 100 на 1 м2 на мелководье. Количество экземпляров колеблется от нескольких до тысячи на 1 м2. Микробентос недостаточно изучен, но сообщалось, что количество экземпляров достигает 105-109 на 1 м2. Биомасса Бентос колеблется от нескольких килограммов до десятых грамма на 1 м2. Разнообразие и численность Бентос уменьшается с глубиной. Эта зависимость численности от глубины является характерной чертой в масштабе океана и менее очевидна в пределах основных местообитаний. При определенных условиях среды, таких, какие встречаются в некоторых районах полярных морей и в устьях рек, фауна может состоять из нескольких видов, представленных огромными популяциями.

Окружающая среда. Бенталь обычно делится в соответствии с физиографическими зонами: супралитораль, литораль, сублитораль, батиаль, абиссаль и ультраабиссаль, или хадальная зона (см. Морская экология). Глубины, соответствующие каждой из основных зон, меняются с широтой, в зависимости от геологической структуры и различных факторов окружающей среды. Фауна морского дна на глубинах, превышающих 2000 м, обычно рассматривается как глубоководная, или абиссальный Бентос Химические и физические свойства среды бентали в пространстве изменяются постепенно, и поэтому нельзя провести резкие границы основных сред.

Пищевые циклы.

Основными источниками пищи для Бентос являются планктон, терригенный органический детрит и на мелководье крупные водоросли и цветковые растения. Там, где свет проникает до дна, бентосные диатомовые водоросли могут создать значительные количества пищи. В большинстве районов планктон является основным источником пищи, и высокая продукция Бентос обычно связывается с высокой продукцией планктона, обитающего в пелагиали. Терригенный детрит может переноситься мутьевыми потоками на большие расстояния от берега и на глубины. Бактерии также являются важным источником пищи для глубоководного Бентоса. По типу питания наиболее характерными для Бентос являются детритоядные.

Такие организмы, как губки, многие пластинчатожаберные моллюски (Pelecypoda), кри-ноиды (Crinoidea) и брахиоподы (Brachiopoda), извлекают детрит из вышележащих толщ воды. Другие организмы питаются донными осадками. Многощетинковые черви представляют наиболее важную группу из детритоядных. В результате их жизнедеятельности разрушаются осадочные структуры и изменяются химические свойства осадков. Животные, питающиеся осадками, обычно встречаются в иле и илистом песке. Животные, питающиеся взвесями, доминируют в эпифауне твердых субстратов и в инфауне крупного песка и гравия.

Организмы, питающиеся взвесями и обитающие на грунте или в грунте из мелкозернистых осадков, часто имеют специальные приспособления, чтобы избежать закупорки фильтрующего аппарата. При интенсивном накоплении осадков эти организмы погибают или приостанавливают свой рост. Рыбы, морские звезды, офиуры, многощетинковые черви (Nereis), некоторые моллюски, головоногие и крупные ракообразные являются в основном хищными и всеядными животными. Растительноядные животные встречаются на мелководье, где имеются крупные растения и обрастающие водоросли. Многие виды способны изменить свой способ питания, если позволяют условия. Так, некоторые пластинчатожаберные моллюски, обычно питающиеся взвесями, могут временами питаться осадками. Активно двигающиеся многощетинковые черви могут быть и детритоядными, и хищниками.

Размножение. Способ размножения бентосных животных - одна из наиболее характерных их особенностей. Большинство бентосных видов имеет пелагические личинки. Личинки могут жить в окружающей воде от нескольких часов до нескольких месяцев. Бентосные виды представлены двумя типами, обитающими в совершенно различных условиях окружающей среды и обладающими различными группами адаптации. Непрерывность какого-либо вида в ареале зависит от выживаемости личинок; таким образом, внешние условия - течения, температура или выедание - могут влиять на постоянство бентосной популяции. Прямое развитие, свойственное организмам Бентос, чаще встречается на больших глубинах и в полярных морях. Личинки многих бентосных видов способны активно выбирать подходящую среду. Метаморфоз может задержаться до тех пор, пока не будет найдено подходящее место для оседания.

Характер субстрата, очевидно, является основным фактором, вызывающим оседание личинок многих видов, особенно среди детритоядных. Оседание может быть связано с размерами и формой частицы, ее состоянием, органическим содержанием, шероховатостью поверхности или химическими свойствами субстрата. В некоторых случаях, как, например, среди устриц и балянусов, личинки оседают в местах, занятых взрослыми особями.

Бентосные сообщества. Повторяемость характерного видового состава позволила различать бентосные сообщества. Связь конкретного сообщества с особым типом субстрата настолько обычна, что бентосные сообщества определяются по характерным видам и субстратам. Связь субстрата и сообщества обусловлена тем, что большинство бентосных видов является детритоядным. Природа субстрата отражает другие важные факторы среды, такие, как движение воды и расстояние от берега. Различие фауны указывает на то, что более важными подразделениями субстрата являются ил, илистый песок, крупный песок, гравий и скалистые поверхности. Коралловые рифы являются особым типом сообщества, которое экологически связано с сообществами, развивающимися на скалистом дне и берегах.

Бентосные сообщества встречаются повсюду в море, за исключением немногих особых условий, таких, как в Черном море, где на глубине наблюдается исключительно высокая концентрация сероводорода. Обилие и разнообразие эпифауны заметно уменьшается в высоких широтах, так как инфауна остается почти постоянной. Кроме того, инфауна одинаковых грунтов на сравнимых глубинах является также сходной по таксономическому составу во всем мире. Предполагается, что эти свойства распределения отражают тот факт, что, за исключением температуры, среда инфауны меняется меньше, чем среда эпи-фауны. Наибольший контраст численности и разнообразия наблюдается между Бентос мелководья и Бентос глубоководных районов моря. Характерной особенностью бентосных сообществ, обитающих на мелководье, является заметное преобладание одного или нескольких видов.

От 1 до 12 видов могут составить 95% всего количества экземпляров и биомассы сообщества. Состав многих бентосных сообществ меняется через относительно короткие периоды времени. Сезонные колебания, очевидно, более заметны на мелководье. Почти все исследованные колебания численности животных связаны с изменениями скорее физической, чем биологической среды. На мелководье при резких изменениях погодных условий часто гибнет большое количество бентосных организмов. Способность к размножению у морских беспозвоночных столь велика, что популяция может быть быстро восстановлена очень небольшим количеством оставшихся особей.

Геологическое значение. Бентос изменяет осадки несколькими способами. Движение организмов инфауны разрушает тонкозернистые осадочные структуры, такие, как напластование. Детритоядные изменяют текстуру осадков выделением фекалий, и во многих местах мелководья последние являются основной компонентой отложений. Химический состав заглатываемых живыми организмами частиц осадков также меняется. Бентос поставляет значительное количество прочного остаточного материала. Песок, состоящий из вещества раковин, и гравий, состоящий почти полностью из бентосных остатков, часто встречаются в наше время и широко представлены в виде био-кластических карбонатных пород в ископаемых остатках. Почти все морские осадки изменяются до некоторой степени бентосными организмами.

Большинство окаменелостей в земной коре состоит из остатков бентосных животных. Хотя имеются сведения только о тех животных, которые имели прочные твердые части, палеозойские бентосные сообщества очень сильно напоминают современные сообщества. Соотношение между повторяемостью отдельных видов и литологической характеристикой субстрата напоминает современную зависимость сообщества-субстрат. Образ жизни указывает на структурное сходство с современными сообществами, развивающимися в подобных субстратах. Детритоядные преобладали и тогда большинство окаменелых сообществ палеозойской эры состоит в основном из остатков организмов эпифауны, но это, возможно, обусловливается факторами сохранения. Таксономические особенности Бентоса конца мезозойской эры сохранились до настоящего времени.

Экологическое сходство древних и современных бентосных сообществ дает возможность воспроизводить прошлые условия и изучать эволюцию сообществ организмов. Видов бентосных сообществ сохранилось больше, чем других животных сообществ, Большая часть организмов бентосных сообществ имеет прочный скелет, и Бентос населяет преимущественно зону отложений. Природа субстрата - основной фактор среды - сохранена. Для того чтобы использовать геологические данные бентосных сообществ, палеонтолог должен отличать остатки животных, которые жили в осадках, от тех животных, которые могли быть принесены течениями из других мест. Состояние сохранности - экологическая сторона ископаемого сообщества - и физические свойства осадков являются ценными критериями при реконструкции способа формирования ископаемых сообществ.

СРЕДА ОБИТАНИЯ И ОБРАЗ ЖИЗНИ ОРГАНИЗМОВ

(основные термины)

Среда обитания организмов представлена водным и наземным пространствами.

Водная среда обитания. Основная среда обитания организмов на протяжении более 4 млрд лет.

Водные бассейны состоят из двух частей: 1) дно – бенталь; 2) толща воды – пелагиаль.

Относительно этих составляющих выделяются две группы организмов: 1) БЕНТОС – донные организмы; 2) ПЕЛАГИЧЕСКИЕ организмы живут в толще воды.

Основные группы бентоса : подвижный, прикрепленный, свободнолежащий, зарывающийся, сверлящий.

Бентос

Основные группы пелагических форм : планктон, нектон, псевдопланктон.

● Планктон – организмы, свободно парящие в воде, находятся в пелагиали во взвешенном состоянии. Удельный вес таких организмов меньше удельного веса воды. Могут передвигаться самостоятельно с помощь жгутиков, ресничек и др. приспособлений.

● Нектон – активно плавающие организмы, неспособные к парению в воде без дополнительных усилий.

● Псевдопланктон – сидячие организмы, прикрепляющиеся к плавающим предметам или другим планктонным формам.

Пелагические организмы

Главные физические факторы среды обитания организмов: соленость бассейна, глубина, температура. Относительно солености выделяются следующие категории бассейнов: гиперсоленые (> 40‰), нормальносоленые (34–40‰), солоноватые (< 34‰) и пресноводные.

По отношению к условиям обитания выделяют две группы организмов: 1) эврибионтные – приспособлены к широкому диапазону колебаний факторов среды; 2) стенобионтные – приспособлены к очень узкому диапазону колебаний факторов среды.

БИОНОМИЧЕСКИЕ ЗОНЫ МИРОВОГО ОКЕАНА

Дно Мирового океана (бенталь ) подразделяется на 5 составляющих: шельф, континентальный склон, континентальной подножие, ложе океана, глубоководные желоба. Относительно структурных элементов дна и особенностей распространения организмов выделяют 5 биономических зон моря: 1) литораль, 2) неритовая зона, 3) батиаль, 4) абиссаль, 5) ультраабиссаль.

Литораль – прибрежная часть морей и океанов с глубинами до 20 м. Характерные черты: приливы, отливы, волнения.

Неритовая зона соответствует шельфу с глубинами от 20 м до 200 м. Нижняя граница (200 м) – нижний предел обитания донных (бентосных) водорослей (индикатор света). На большем своем протяжениишельф представляет собой почти ровное морское дно с глубинами 20–50 м . Органический мир отличается наибольшим разнообразием и огромной биомассой.

Батиаль соответствует континентальному склону. Нижняя граница неотчетлива – 2000–3000 м. Здесь обитают главным образом пелагические организмы.

Абиссаль совпадает с площадью распространения ложа Мирового океана. Нижняя граница – около 6000 м.

Ультраабиссаль занимает глубоководные желоба.

Наземная среда обитания составляет 29% поверхности Земли, подвержена солнечной радиации. Характерны резкие колебания физико-географических факторов. Освоение суши началось в середине силурийского периода. Наземные организмы обитают 1) на поверхности земли и в почве; 2) в наземных пресноводных водоемах; 3) в воздушной среде.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИСКОПАЕМЫХ ОРГАНИЗМОВ

1. Стратиграфическое значение. Зная время существования организмов, можно определить возраст породы , содержащей их остатки. Наибольшее стратиграфическое значение имеют организмы с высокими темпами эволюции и быстро расселяющиеся по поверхности Земли (с широким географическим распространением). К таковым относятся пелагические животные (стеногалинный планктон и нектон): головоногие моллюски, граптолиты, конодонты.

2. Фациальное значение. Зная условия существования и образ жизни организмов, можно определить условия образования породы, содержащей их остатки, и палеогеографическую обстановку. Наибольшее фациальное значение имеет морской стеногалинный бентос, так как условия обитания таких организмов совпадают с условиями захоронения. Наибольшее фациальное значение в этой связи имеют стенобионтные организмы, показывающие соленость, глубину и температуру бассейнов: колониальные кораллы, археоциаты, фузулиниды, нуммулитиды.

3. Породообразующее значение. Организмы участвуют в биогенном осадконакоплении. Осадки превращаются в органогенные породы. Органогенными называются породы, которые на 30–40% и более состоят из минеральных скелетов или образованы за счет биоминеральной деятельности бактерий и цианобионтов.

План описания окаменелостей

Рисунок (1 балл),

Диагноз: общий план строения скелета, скелетные элементы (показать на рисунке), доказательства систематической принадлежности (1 балл).

Систематика по-русски и по-латыни (1 балл).

Время существования группы организмов, период расцвета. (0,5 балла).

Форма сохранности (0,5 балла).

Геологическое значение (полностью, с пояснением терминов) – 1 балл.

Итог – 5 баллов за 1 образец

5.1 Планктон Планктон (от греч. planktos – парящий, блуждающий) – это совокупность пелагических организ­мов, не обладающих способностью к быстрым и активным передвижениям, пассивно переносимых течением. Планктонные организмы не могут противо­стоять течениям. К планктону относятся преимущественно микроскопические водоросли – фитопланктон, мелкие живо­тные – зоопланктон и бактериопланктон. В состав планктона периодически включа­ются и парящие в толще воды личинки многих животных. Фитопланктон населяет слои воды с достаточной освещенностью, зоопланктон и бактериопланктон – всю толщу воды (рисунок 5.1). Фитопланктон имеет большое значение в жизни водоемов, поскольку является основным продуцентом органического вещества. Планктонные организмы располагаются либо на поверхности воды, либо в толще ее, либо даже в придонном слое. Для сохранения взвешенного в воде состояния у организмов планктона выработались различные приспособления: редукция скелета (у некоторых моллюсков); пропитывание водой (сцифоидные медузы); жировые включения (у ветвистоусых и веслоногих ракообразных); газовые включения (у синезеленых водорослей – газовые вакуоли); увеличение сопротивления формы – вытянуты по оси (лентовидные колонии диатомовых водорослей) или путем образования выростов (цератиум из водорослей). В зависимости от размеров тела организмы планктона делятся на группы:

ультрапланктон – размеры не превышают нескольких микрометров (бактерии);

наннопланктон (карликовый, мелкий планктон) – размеры тела составляют микрометры и их десятки;

микропланктон – десятые и сотые доли миллиметра;

мезопланктон – длина тела измеряется миллиметрами (крупные представители фитопланктона, главная часть зоопланктона морей;

макропланктон – длина тела составляет сантиметры;

мегалопланктон – размеры тела достигают десятки сантиметров.

Планктонные организмы являются важным пищевым компонентом многих водных живо­тных (в том числе таких гигантов, как усатые киты, особенно если учесть, что для них, и прежде всего для фитопланктона, характерны сезонные вспышки массового размножения. ^ Рисунок 5.1 – Профиль океана и его обитатели Крупный украинский гидробиолог Ю.П. Зайцев выделил в планктонной пленке жизни тонкий, в несколько сантиметров, слой, назвав его «инкубатором моря» . За этим специфическим биотопом пелагиали в научной литературе закрепилось название «нейсталь». Указанный автор открыл и такое интересное явление как «антидождь трупов», обусловленное всплыванием на некоторое время отмерших организмов. До того как потонут, они, находясь в поверхностном слое, успевают обогатить его органическим веществом, которое во время штормов сбивается в известную все пену. Поэтому основание трофической пирамиды в приповерхностной пленке составляют сапротрофные микроорганизмы: они перерабатывают находящееся в избытке органическое вещество. 5.2 Нектон Нектон (от греч. nektos – плавающий) – это совокупность пелагических активно передвигающихся животных, не имеющих непосредственной связи с дном, способных противостоять силе течения и самостоятельно перемещаться на значительные расстояния. В основном это крупные животные, способ­ные преодолевать большие расстояния и силь­ные водные течения. Для них характерна обте­каемая форма тела и хорошо развитые органы движения. Типичными нектонными организмами являются рыбы, кальмары, ластоногие, киты. В пресных водах, кроме рыб, к нектону относятся земноводные и активно перемещающиеся насекомые. Многие морские рыбы могут передвигаться в толще воды с огромной скоростью. Очень быстро, до 45–50 км/ч, плавают не­которые кальмары, парусники развивают скорость до 100–110 км/ч, а меч-рыба – до 130 км/ч. ^ 5.3 Плейстон и нейстон Организмы, которые пассивно плавают на поверхности воды или ведут полупогруженный образ жизни получили название плейстон (от греч. pleusis - плавание). Часто они используют как опору пленку поверхностного натяжения или образуют воздушные поло­сти и другие поплавки. Типичными плейстонными животными являются сифонофоры, некоторые моллюски и др. Из растительных организмов к плейстону относятся саргассовые водоросли, ряски. Нейстон представляет собой своеобразную разновидность планктона. Нейстон (от греч. neustos – плаваю­щий) – сообщество организмов, обитающих у поверхностной пленки воды. Организмы, обитающие сверху поверхностной пленки – эпинейстон , снизу – гипонейстон . К нейстону относят также обитателей верхнего пятисантиметрового слоя воды. Нейстон составляют некоторые простейшие, одноклеточные во­доросли, мелкие легочные моллюски, водомерки, вертячки, личинки комаров и др. ^ 5.4 Бентос и перифитон Бентос (benthos – глубина) – совокупность организмов, обитающих на дне (на грунте и в грунте) водоемов. Бентос подразделяется на фитобентос и зообентос . В основном представлен прикреп­ленными или медленно передвигающимися, а также роющимися в грунте животными. Только на мелководье он состоит из организмов, син­тезирующих органическое вещество (проду­центы), потребляющих (консументы) и разру­шающих (редуценты) его. На больших глубинах, куда не проникает свет, фитобентос (продуценты) отсутствует. Бентосные организмы различаются:

по образу жизни – подвижные (бродячие), мало подвижные (лежачие) и неподвижные (прикрепленные);

по способу питания – фотосинтезирующие, растительноядные, плотоядные, детритоядные;

по размерам – макро-, мезо-, микробентос.

Фитобентос морей в основном включает водоросли. У побережий встречаются также цветковые растения. Наиболее богат фитобентос на скалистых и каменистых участках дна. У побережий ламинарии и фукусы иногда образу­ют биомассу до 30 кг на 1 м 2 . На мягких грунтах, где растения не могут прочно прикрепляться, фитобентос развивается в основном в защищенных от волн местах. Фитобентос пресных вод представлен диатомовыми и зелеными водорослями. Обильны прибрежные растения, располагающиеся от берега вглубь четко выраженными поясами. В первом поясе произрастают полу­погруженные растения (тростники, камыши, рогоз и осоки). Второй пояс занимают погру­женные растения с плавающими листьями (ку­бышки, кувшинки, ряски). В третьем поясе преобладают погруженные растения – рдесты, элодея и др. Все водные растения по образу жизни мож­но разделить на две основные экологические группы: гидрофиты – растения, погружен­ные в воду только нижней частью и обычно укореняющиеся в грунте, и гидатофиты – растения, полностью погруженные в воду, но иногда плавающие на поверхности или имеющие плавающие листья. Наиболее многочисленны бентосные фор­мы на мелководьях. С глубиной численность бентоса резко падает. В пресных водоемах зообентоса меньше, чем в морях и океанах. В основном это простейшие, некото­рые губки, ресничные и малощетинковые черви, пиявки, мшанки, моллюски и личинки насекомых. Организмы бентоса делятся на группы:

прикрепленные формы (губки, кораллы, морские лилии, представители моллюсков, ракообразных);

лежащие организмы (морские гребешки из двустворчатых моллюсков, полихеты из кольчатых червей, плоские морские ежи из иглокожих);

закапывающиеся организмы (пескожил);

сверлящие организмы (корабельный червь из двустворчатых моллюсков);

свободно двигающиеся организмы (раки, крабы, иглокожие, личинки насекомых, взрослые насекомые – водяные клопы, жуки плавунцы и водолюбы).

Своеобразной группой водных организмов является перифитон (от греч. peri – около и phyton – растение). Это совокупность организмов, которые поселяются на подводных пред­метах или растениях и образуют так называе­мые обрастания на природных или искусственных твердых поверхностях – камнях, скалах, подводных частях судов, сваях, гидротехнических сооружениях (водоросли, усоногие раки, моллюски, мшанки, губки и др.). Организмы перифитона – это обрастатели. Морфологическая пластичность водных организмов различная. Они обладают меньшей экологической пластичностью, чем наземные, так как вода – более стабильная среда и абиотические факторы ее претерпевают сравни­тельно незначительные колебания. Наименее пластичны морские растения и животные. Они очень чувствительны к изменениям солености воды и ее температуры. Пресноводные животные и растения, как правило, гораздо пластичнее, чем морские, поскольку пресная вода как среда жизни более изменчива. Самыми же пластичными являются солоноватоводные обитатели. Они адаптирова­ны и к высокой концентрации растворенных солей и к значительному опреснению. Однако насчитывается сравнительно небольшое количе­ство их видов, поскольку в солоноватых водах экологические факторы претерпевают сущест­венные изменения. Экологическая пластичность служит важным регулятором расселения организмов. Как пра­вило, гидробионты с высокой экологической пластичностью распространены довольно широ­ко.

Экологическая пластичность организмов (экологическая валентность) - степень приспособляемости вида к изменениям фактора среды. Выражается диапазоном значений факторов среды, в пределах которого данный вид сохраняет нормальную жизнедеятельность. Чем шире диапазон, тем больше экологическая пластичность. в водной среде больше стенобионтов, так как она по своим свойствам относительно стабильна и амплитуды колебания отдельных факторов малы

Стенобионтам противопоставлены убиквисты. Они, в отличие от стенобионтов, могут существовать в самых разнообразных условиях.

Адаптивные особенности водных растений . Водные растения в отличие от наземных поглощают влагу и минеральные соли непосредственно из окружающей воды, поэтому их организация имеет свои особенности. У них слабо развиты проводящие ткани, а также корневая система. Поскольку корни служат в основном для прикрепления к подводному субстрату, они лишены корневых волосков. Мощное развитие корневой системы у некоторых из них – кувшинок, кубышек – обеспечивает вегетативное размножение и запасание некоторых веществ.

Главной структурной особенностью гидрофитов является наличие крупных межклетников и полостей, создающих особую воздушную ткань, которая обеспечивает плавучесть органов. Подводные гидрофиты отличаются от надводных отсутствием функционирующих устьиц, тонкими рассеченными листьями, слабым развитием механических тканей. Интенсивный газообмен при недостатке в воде растворенного кислорода обеспечивается либо очень длинными и тонкими стеблями и листьями, покровы которых легко проницаемы для кислорода, либо сильной расчлененностью листьев.

У ряда растений развита гетерофилия (разнолистность). У кувшинок и кубышек плавающие листья сильно отличаются от погруженных – их верхняя поверхность плотная и кожистая, с большим количеством устьиц, что способствует лучшему газообмену с воздухом, на нижней стороне устьиц нет.

Из-за низкой температуры воды, отрицательно влияющей на органы размножения, и высокой плотности среды, затрудняющей перенос пыльцы, погруженные в воду растения размножаются вегетативным путем. Однако многие из них выносят цветоносные стебли в воздушную среду и размножаются половым путем. Их пыльца, плоды и семена разносятся ветром и поверхностными течениями. Поверхностные течения используют и прибрежные растения. Их плоды обладают высокой плавучестью и могут длительное время, находясь в воде, не терять всхожести.

Адаптивные особенности водных животных . Адаптации животных к водной среде более разнообразны, чем растений. Для животных, обитающих в толще воды, характерны, прежде всего, приспособления, увеличивающие их плавучесть и позволяющие им противостоять движению воды и течениям. У мелких форм наблюдается редукция скелетных образований. Они имеют пористые раковины или полые внутри иглы скелетов. Удельная плотность тела уменьшается за счет наличия воды, воздуха или жира в тканях.

Для пассивно плавающих в толще воды животных характерно также увеличение удельной поверхности тела. Это достигается уплощением тела, образованием всевозможных шипов, выростов.

Активное плавание осуществляется с помощью ресничек, жгутиков, а также изгибания тела. Получило распространение плавание реактивным способом за счет энергии выбрасываемой струи воды. Так некоторые кальмары развивают скорость 40–50 км/час. У более крупных животных имеются специализированные конечности – плавники, ласты. Тело у таких животных покрыто слизью и имеет обтекаемую форму.

Пресноводные животные при передвижении используют поверхностную пленку воды. По ней свободно бегают жуки-вертячки, клопы-водомерки. Их покровы не смачиваются водой, а конечности имеют особое строение.

Донные организмы, наоборот, вырабатывают приспособления, уменьшающие плавучесть и позволяющие удерживаться на дне даже в быстротекущих водах. Хорошо известны тяжелые раковины моллюска тридакны, которые свободно лежат на малой глубине и удерживаются на рифах благодаря своей массе.

Только в водной среде встречаются животные, ведущие неподвижный образ жизни. Из прикрепленных к грунту наиболее известны губки, гидроидные и коралловые полипы, морские лилии, двустворчатые моллюски и др.

Для водных животных имеет значение давление среды. Среди эврибатных – обитающих и при высоком и при низком давленях – выделяются голотурии, живущие на глубине от 100 до 9000 м. Среди стенобатных – морские лилии, погонофоры, обитающие на глубинах от 3000 до 10 000 м. Для глубоководных животных характерно слабое развитие или отсутствие известкового скелета, редукция органов зрения, усиление развития осязательных рецепторов, отсутствие пигментации тела или, наоборот, темная окраска.

По сравнению с наземными сообществами биоценозы водных организмов имеют некоторые существенные отличия. Главное из них – микроскопические размеры подавляющего большинства продуцентов. Другая характерная черта – наличие тесных межорганизменных связей через среду, в частности, существование различных биохимических влияний, играющих важнейшую роль в организации сообществ.