Адаптации к водной среде обитания
Общее название водных организмов в экологии – гидробионты. Вода как среда обитания характеризуется большой плотностью, сильными перепадами давления, малым содержанием кислорода. Кроме того, отдельные участки водоемов неоднородны по солевому режиму, скорости течений и содержанию частиц. В связи с этим, помимо общих адаптаций к водной среде водным организмам необходимы адаптации к частным условиям.
В водоемах наблюдается резкий градиент давления. Поэтому водные организмы, по сравнению с сухопутными организмами, наиболее устойчивы к высокому давлению. Однако, многие виды гидробионтов могут обитать только в определенных пределах глубины. При этом некоторые приспособлены к малой, а некоторые к большой глубине.
Как было сказано выше, плотность воды является одним из важнейших ее свойств. Благодаря плотности воды обеспечивается возможность опираться на нее, что немаловажно для организмов, не имеющих скелета. В связи с опорностью водной среды создаются условия для парения в воде. Именно такие взвешенные, парящие организмы, приспособленные к данному образу жизни называются планктоном. К планктону относятся одноклеточные водоросли, простейшие, медузы, сифонофоры, гребневики, моллюски, рачки, личинки донных животных, икра, мальки рыб. Данные живые организмы имеют адаптации, повышающие их плавучесть и препятствующие их оседанию на дно. К данным адаптациям относится: общее увеличение поверхности тела за счет уменьшения размеров, сплющенности, удлинения, развития щетинок, выростов, что, в свою очередь, увеличивает трение о воду; уменьшение плотности за счет редукции скелета, накопления капелек жира или пузырьков газа в теле.
Также плотность воды оказывает влияние на возможность организмов активно плавать. Живые организмы, способные быстро плавать и преодолевать силу течений объединены в экологическую группу под названием нектон (рыбы, кальмары, дельфины и т.д.). Адаптациями к быстрому движение в толще воды являются наличие обтекаемой (торпедовидной) формы тела и сильно развитой мускулатуры.
Как уже было сказано, в воде сравнительно малое количество кислорода, причем в верхних слоях кислорода больше, чем в нижних. Также количество кислорода в воде снижается с повышением температуры или солености. Многие виды гидробионтов обладают способностью переносить широкие колебания концентрации кислорода в воде, вплоть до его отсутствия. К таким организмам относятся олигохеты, брюхоногие моллюски и некоторые рыбы. Однако, некоторые виды гидробионтов приспособлены только к достаточно высокой концентрации кислорода. Адаптациями к дыханию в водной среде можно назвать следующие пункты: наличие тонких покровов, что позволяет осуществлять процесс дыхания через поверхность тела; наличие специализированных органов дыхания (жабры, легкие, трахеи); увеличение дыхательной поверхности за счет образования выростов, уплощений, удлинений; способность впадать в неактивное состояние (аноксибиоз) при недостатке кислорода; комбинирование водного и воздушного типов дыхания.
Осмотическое давление в теле гидробионтов зачастую зависит от солености воды. Как правило, различные виды водных организмов приспособлены лишь в определенной солености воды, в связи с чем морские виды не могут обитать в пресной воде и наоборот. Пресноводным видам гидробионтов угрожает излишнее обводнение, если не препятствовать попаданию воды в организм или своевременно не удалять ее. Для этого возникают следующие адаптации: одноклеточные организмы удаляют излишки воды за счет работы сократительных вакуолей, многоклеточные – за счет работы органов выделительной системы. Морским гидробионтам может угрожать обезвоживание, в связи с чем имеются иные адаптации: наличие непроницаемых для воды покровов, возможность впадать в анабиоз. [2]
Из-за малого количества света в водной среде во многом затруднена зрительная ориентация. В связи с этим возникает ряд адаптаций: у гидробионтов лучше развита ориентация на звук, чем зрительная (звук в воде распространяется быстрее, чем в воздухе), особенно большое развитие она получила у обитателей мутных вод и больших глубин; некоторые гидробионты могут ориентироваться благодаря эхолокации (эхолокация- восприятие отраженных звуковых волн) или восприятию отраженных электрических импульсов; также для ориентации животные могут пользоваться статоцистами (органы, с помощью которых воспринимается гидростатическое давление) и хеморецепторами.
Некоторые гидробионты обитают в пересыхающих водоемах. В качестве адаптаций к данным условиям среды можно выделить: способность в короткие сроки давать многочисленное потомство и переносить длительные периоды без воды. [3]