Гидробионты. Особенности их приспособления к водной среде

Вода, представляя собой среду обитания,обладает некоторыми свойствами, оказывающими определенное воздействие на гидробионтов. К таким свойствам можно отнести плотность водной среды, низкое содержание кислорода, незначительная глубина проникновения света, изменения давления и т.д. Различные водные объекты могут значительно различаться по составу, скоростью течений и минеральным составом. Донные организмы и обитатели придонной водной толщи сильно зависят от характеристик осадконакопления и структуры донных грунтов, что приводит к особенностям адаптационного режима данных видов. Организмы, обитающие в водной толще и на глубине, испытывают недостаток солнечного света, что накладывает отпечаток на специфику зрительного восприятия гидробионтов, ограничивая возможность зрительной ориентации. Даже в благоприятных условиях, многие виды гидробионтов предпочитают полагаться на зрение только на близкой дистанции.При недостатке световой ориентации гидробионтам приходится чаще полагаться на звуковые колебания, к тому же звук более эффективно распространяется в воде, чем на поверхности. В связи с этим, водные организмы способны улавливать звуковые колебания в воде, вплоть до инфразвука (колебания очень низкой частоты). Улавливая инфразвуковые колебания, отражающие изменения динамики океана и приближения шторма, данные виды способны избегать неблагоприятных событий, избегая их. Так поступают, например, медузы, уходя перед штормом в глубину.Ряд видов гидробионтов (моллюски, рыбы, ракообразные и др.) сами способны производить звуки: рыбы получают звуки движением плавников, с помощью зубов и т.п., а ракообразные вызывают звуки путем трения друг о друга частей тела.Существуют и другие способы вызывания звуков. Воспринимаемые и издаваемые гидробионтами звуки предназначены для взаимоотношений внутри вида, и более распространена у жителей глубин. Звуки обеспечивают коммуникацию особей, облегчают контакты в брачный период, служат для ориентации в пространстве.Применение эхолокации, как способ воспринимать отраженные звуковые волныдля ориентации в воде, например, у китообразных, достигло совершенства. Не менее 300 видов способны, вызывая электрические импульсы разной частоты, регистрироватьотражение сигнала. отраженные электрические импульсы, производя при плавании разряды разной частоты. Например, водяной слон Mormyrus kannume, обитающий в пресных водах, находит добычу в мутной воде и грунте без участия зрения, за счет коротких электрических импульсовпосылаемых до нескольких десятков в секунду.Некоторые морские организмы способны вызывать импульсы до нескольких тысяч в секунду, также такие рыбы, как электрический скат и электрическийугорь, способны применять электрические импульсы для нападения и защиты.Ориентация на больших глубинах может идти с помощью восприятия гидростатического давления, за счет наличия газовых камер, статоцистов и т.п. Одним из древних способов ориентации в окружающей водной среде, встречающийся в тех или иных группах водных организмов, это способность воспринимать химический состав воды. Химические рецепторы водных организмов отличаются высокой чувствительностью, например, многие виды рыб по запаху реки, в которой они родились, определяют места нереста и нагула. Причем, совершая миграции на тысячи километров, рыбы никогда не ошибаются. Только рыбы с искусственно удаленным обонянием не способны найти устье родной реки.На планете, в определенных условиях, могут возникать временные, мелкие, пересыхающие водоемы, появляющиеся в процессе разлива рек, снеготаяния и т.д. Даже при их кратком времени существования, в этих водоемах могут встречаться различные водные организмы.Обитатели короткоживущих водоемов вынуждены за сжатые сроки производить большое количество потомков, перенося при этом неблагоприятные условия засухи. Переносить неблагоприятные периоды позволяет им состояние гипобиоза, при котором показатели жизнедеятельности резко снижаются. Выжить при отсутствии воды можно закопавшись в ил, на что способны ракообразные, щитни, черви, двоякодышащие рыбы и др.Значительное число простейших организмов (инфузории, солнечники, корненожки), нематоды, рачки способны к образованию покоящейся стадии (цист), переносящих неблагоприятные условия среды; некоторые другие гидробионты склонны переносить засуху или в виде засухоустойчивых яиц или в обезвоженном виде. На такое способны тихоходки Macrobiotus, Echiniscus, нематоды Tylenchus, Plectus, Cephalobus и коловратки Callidina, Philodina, населяющие сверхмалые водоемы и мелкие лужицыв окружении мхов и лишайников, где они адаптированы к значительным колебаниям водного режима. Водные растения различных семейств играют в водоемах важную роль, и, имеют специфические адаптации к водной среде [4].Фильтрация как тип питания.Различные водные организмы способны к определенному типу питания - фильтрацию. В процессе фильтрации, за счет особых механизмов, гидробионты процеживают водную массу в поисках съедобных мелких организмов или частиц органического происхождения.Подобный тип питания, требующий минимальных усилий и энергетических затрат, обычно встречается у ракообразных планктона, мшанок, асцидий, полихет и др. (рисунок 17).Организмыфильтраторы участвуют в процессе самоочищения водных объектов, обеспечивая очистку вод биологическим путем: например, мидии, способны фильтровать через свою мантию более двухсот кубометров в сутки с одного квадратного метра площади. Ракообразные пресноводных водоемов морских вод (циклопы,дафнии, рачки)процеживают в сутки более литра воды на одну особь, что приводит, особенно в прибрежной зоне, к эффективной работе подобной фильтрационной системы океана.Рисунок 17 - Состав планктонной пищи асцидии из Баренцева моряАдаптации гидробионтов зависят от свойств водной среды, оказывая непосредственное влияние на образ жизни организмов, условия добычи ресурсов и направления дальнейшей адаптации к среде. Например, высокая вязкость водной среды обеспечивает парение водных организмов в ее толще, а наличие планктона вызывает адаптации к фильтрации воды в поисках пищи; такой тип питания способствует развитие сидячих организмов (рисунок 18).Рисунок 18 - Фильтровальные аппараты гидробионтов:1 – личинки мошек Simulium на камне (а) и их фильтровальные придатки (б);2 – фильтрующая ножка рачка Diaphanosoma brachyurum;3 – жаберные щели асцидии Phasullia;4 – рачок Bosmina с отфильтрованным содержимым кишечника;5 – пищевой ток инфузории BursariaСледовательно, все эти процессы способствуют биологическому самоочищению вод водных объектов, в котором участвуют множество видов гидробионтов - от простейших организмов до обитателей нектона. По данным специалистов за несколько суток через фильтрационные системы гидробионтов проходит вода всего Мирового океана, а вода водоемов умеренного пояса проходит через фильтрационные системы гидробионтов десятки раз за вегетационный сезон.При антропогенном загрязнении и деградации сообществ гидробионтов-фильтраторов нарушаются процессы биологического самоочищения, что нарушает чистоту воды водоемов. ВыводыНаша планета очень богата водой, что привело к появлению множества видов гидробионтов, обитающих в водной среде. Вся совокупность биотических и абиотических факторов формирует водную среду, в которой существуют живые организмы.К свойствам водной среды, стимулирующей адаптивные способности гидробионтов, можно отнести плотность водной среды, низкое содержание кислорода, незначительную глубину проникновения света, изменение давления и т.д. Живые существа, обитающие в пресноводных и морских водоемах полный цикл жизни или его часть, делятся на определенные экологические группы: планктон, бентос, нейстон, плейстон, перифитони нектон. Помимо свойств водной среды гидробионты адаптируются также к различным частных случаям и сочетаниям факторов, таких как бенталь – дно, пелагиаль - водная толща.Анатомические и поведенческие приспособления к обитанию в разной среде диаметрально противоположны - обитатели пелагиали отличаются повышенной обтекаемостью тела, наличием механизмов активного плавания, а для обитателипридонных условий (бенталь)характеризуются адаптациями к роющему образу жизни, закапыванию в грунт, прикреплению ко дну.Следовательно, развивающиеся у гидробионтов адаптации к различным условиям водных объектов, представляют собой разновидность организации живой материи в водной среде, являясь сообществом живых существ со специфическими приспособлениями к водной среде. Проявляющиеся характеристики водной среды, такие как плотность, газовый состав, электричество и магнетизм и другие параметры,представляют собой основные условия формирования адаптаций гидробионтов к существованию в воде.Список литературы1. Белая М.М. Проблемы сохранения биологического разнообразия популяций ценных видов рыб //Закономерности формирования и воздействия морских, атмосферных опасных явлений и катастроф на прибрежную зону РФ в условиях глобальных климатических и индустриальных вызовов (" Опасные явления-II"). – 2020. – С. 374-377.2. Бубунец С.О. Малые парковые водоемы городской агломерации: характеристика среды обитания гидробионтов //Рыбоводство и рыбное хозяйство. – 2018. – №. 6. – С. 28-40.3. Гладущенко Т.А., Орехова В.И. Загрязнение гидросферы //Теория и практика современной аграрной науки. – 2020. – С. 418-420.4. Жакупова А.С. Анализ реакции рясковых гидробионтов водной среды //LXXIII Международные научные чтения (памяти А.Н. Колмогорова). – 2020. – С. 24-27.5. Кирпенко Н.И. и др. Общая гидробиология //Гидробиологический журнал. – 2019. – Т. 55. – №. 6.6. Кичигина Н.В., Воропай Н.Н. Гидросфера. Опасные процессы и явления //Гидросфера. Опасные процессы и явления. Учредители: Научно-производственное объединение" Гидротехпроект", Институт водных проблем РАН, Научно-исследовательский центр по изучению геодинамических процессов" Геодинамика". – 2021. – Т. 3. – №. 4. – С. 373-390.7. Кожевникова Н.Ю. Сохранить гидросферу-сохранить жизнь на Земле //От инерции к развитию: научно-инновационное обеспечение производства и переработки продукции растениеводства. Ресурсосберегающие технологии, технические средства и цифровая платформа АПК. – 2020. – С. 179-181.8. Коновская А.А., Гуреева А.Д., Омельченко Е.В. Защита гидросферы //Актуальные проблемы науки и техники. – 2020. – С. 336-339.9. Максимова, Т.А. Экология гидросферы: учебное пособие для вузов / Т. А. Максимова, И. В. Мишаков. — Москва: Издательство Юрайт, 2022. — 136 с.10. Перегудов Д.Н. Показатели морфологии и физиологии зоопланктонных гидробионтов как биоиндикатор //Академический вестник ELPIT. – 2019. – Т. 4. – №. 2. – С. 19-22.11. Романова А.В., Кропотин А.В., Сунцова Н.А. Морские млекопитающие как источник биологически активных веществ //Морские млекопитающие Голарктики. – 2019. – С. 268-274.12. Теплых М.А. и др. Некоторые данные о влиянии светового загрязнения на морских и пресноводных гидробионтов //Байкальский зоологический журнал. – 2021. – №. 2. – С. 30-34.13. Хецуриани Е.Д. и др. Экологическая безопасность водной среды-залог здорового будущего //Vestnik Volgogradskogo Gosudarstvennogo Arhitekturno-Stroitelnogo Universiteta. Seriya: StroitelstvoiArhitektura. – 2018. – Т. 54. – №. 73.14. Шилов, И.А. Организм и среда. Физиологическая экология: учебник для вузов / И. А. Шилов. — Москва : Издательство Юрайт, 2022. — 180 с.