§ 10. Адаптации организмов к жизни в воде. Экологические группы водных животных

Преамбула

Для водной среды жизни характерно большое разнообразие автотрофных и гетеротрофных организмов. Наибольшее разнообразие видов наблюдается в тропических и субтропических морях на глубине, не превышающей 200—500 м.

Адаптации растений к жизни в воде

В соленых водах из многоклеточных автотрофов обитают только водоросли. К изменению состава солнечного спектра в зависимости от глубины они приспособились путем изменения состава своих пигментов (см. § 9).

В пресных водоемах в стеблях растений слабо развиты механические ткани. Например, если извлечь из воды кувшинку белую или кубышку желтую, то их стебли поникают и не способны поддерживать цветки в вертикальном положении. Опорой для них служит вода за счет ее высокой плотности.

Адаптацией к недостатку кислорода в воде является наличие в органах водных растений воздухоносной ткани (аэренхимы). Минеральные вещества находятся в воде в растворенном состоянии, поэтому слабо развиты проводящие ткани и корневая система. Корни могут вообще отсутствовать (вольфия бескорневая) либо служить только для закрепления в субстрате (рогоз, стрелолист, частуха), поэтому корневых волосков на корнях нет. Листья чаще тонкие и длинные, либо сильно рассеченные. Устьица у плавающих листьев находятся на верхней стороне, а у погруженных в воду — отсутствуют. Для некоторых растений, имеющих погруженные в воду и надводные листья (кувшинка, стрелолист), характерно наличие листьев разной формы — гетерофилия.

Пыльца, плоды и семена водных растений приспособлены к распространению водой. Они имеют пробковые выросты или прочные оболочки, предотвращающие попадание воды внутрь и загнивание.

*Экологические группы водных животных

В водной среде животный мир более богат, чем растительный. Поскольку животные относятся к гетеротрофам и солнечный свет не является для них условием существования, то они заселили водную среду до самых больших глубин. По типу морфологических и поведенческих адаптаций гидробионтов разделяют на три основные экологические группы: планктон, нектон, бентос.

Планктон (от греч. planktós — парящий, блуждающий) — организмы, обитающие в толще воды и передвигающиеся под действием ее тока. В зависимости от систематической принадлежности их разделяют на зоопланктон, фитопланктон и микробопланктон. К зоопланктону относятся животные: кишечнополостные, мелкие ракообразные, личинки некоторых других беспозвоночных. Фитопланктон представлен водорослями и автотрофными протистами, а микробопланктон — бактериями.

Все адаптации зоопланктона в основном направлены на повышение плавучести тела:

1) увеличение поверхности тела за счет сплющивания и удлинения формы, развития выростов и щетинок, образование гидрофобных поверхностей тела;

2) уменьшение плотности тела в связи с редукцией скелета, наличием жировых капель, пузырьков воздуха, слизистых чехлов, пенистых поплавков.

Нектон (от греч. nēktós — плавающий) — организмы, обитающие в толще воды и ведущие активный образ жизни. Типичными представителями нектона являются головоногие моллюски, рыбы, китообразные, ластоногие. В пресных водоемах кроме рыб к нектону относятся земноводные и активно плавающие насекомые. Противостоять течению им помогают адаптации к активному плаванию и уменьшению трения тела. Активное плавание достигается за счет хорошо развитой мускулатуры. При этом могут использоваться энергия выбрасываемой струи воды, изгибание тела, плавники, ласты. Уменьшению трения тела способствуют: обтекаемая форма тела, эластичность кожных покровов, наличие на коже чешуи и слизи.

Бентос (от греч. bénthos — глубина) — организмы, обитающие на дне или в толще донного грунта морских и континентальных водоемов. Бентос подразделяют на растительный (фитобентос) и животный (зообентос).

В морском зообентосе животные различаются по положению относительно грунта. Одни из них обитают в толще грунта либо в иле (инфауна — ланцетник, многощетинковые черви, некоторые двустворчатые моллюски и иглокожие). Другие животные живут на поверхности дна и либо прикрепляются к субстрату (эпифауна — губки, гидроиды, актинии и кораллы, мшанки, морские желуди), либо активно передвигаются по поверхности грунта (онфауна — моллюски, большинство иглокожих, ракообразные). К бентосу также относят плавающих вблизи дна и лишь периодически опускающихся на дно животных (нектобентос — креветки, мизиды, голотурии, скаты, камбала).

В пресных водоемах зообентос качественно и количественно беднее, чем в морских. Из животных в него входят простейшие, губки, круглые черви, малощетинковые черви, пиявки, моллюски, ракообразные и личинки водных насекомых.

Адаптации бентосных организмов направлены на уменьшение плавучести:

1) утяжеление тела за счет раковин (моллюски), хитинизированной кутикулы (раки, крабы, омары, лангусты);

2) закрепление на донном субстрате с помощью органов фиксации (присоски у пиявок, крючья у личинок ручейников) или уплощенного тела (скат, камбала). Некоторые представители зарываются в грунт (многощетинковые черви).

Проверим знания