30.03.2012 Органическое вещество в водоёмах
Оно бывает растворенное и взвешенное (оформленное в виде частиц детрита).
Аллахтонное органическое вещество – попадает из внешних источников (из атмосферы, притоков, осадков)
Автохтонное вещество – образуется в самом водоеме.
Сестон – все органическое вещество, которое не растворено и осаждается на фильтре при процеживании
Детрит – мелкодисперсный материал, включающий 4 компонента:
Минеральные вещества
Мертвое органическое вещество: гуминовы кислоты. Доступны бактериям, но не животным.
Нестойкие вещества – углеводы, липиды, аминокислоты. Не стойкие – но всем легко доступные.
Микроорганизмы.
На малых глубинах мертвой и живой органики больше, чем на больших глубинах.
Аллохтонный источник детрита – сток рек.
Автохтонный источник – фито-, зоопланктон и продукты их жизнедеятельности, фитобентос.
Детрит служит пищей для детритофагов. Животных, специализирующихся на питании взвешенным детритом почти нет, зато донный едят многие. В наземной среде детрит утилизируется примерно там же, где производится. В водных средах детрит утилизируется далеко от своего возникновения. Отмершие фукоиды выносятся в суб- и супра- (штормовые выбросы) литораль. На разлагающемся материале много кто живет (биомасса сотни грамм на квадратный метр – это много). Здесь живут олигохеты, насекомые (местные и пришедшие), птицы, животные. Здесь высокое видовое разнообразие и длинные пищевые цепи.
Органика может быть сигнальным веществом, аттрактором или репеллером для разных организмов.
Аллелопатия – взаимодействия между организмами по средствам экзометаболитов. Отпугивающие вещества выделяют губки, асцидии, мшанки.
Хроническое повышение концентрации органики на больших акваториях происходит под воздействием человека. Водоем в каких-то пределах может регулировать содержание органики (в том числе уменьшать). Процесс самоочищения воды. В начале 20 века обнаружили, что содержание органики уменьшается вниз по течению от источника загрязнения. Примыкает к источнику загрязнения полисапробная зона, затем мезосапробная (альфа и бета), затем олигосапробная зона. В олигосапробной зоне вода почти нормальная. Выделение зон сапробности – один из примеров районирования вод.
Хорологический (пространственный) компонент.
Сапробность включает временной аспект – стадии самоочищения.
Аутоэкологический компонент – способность видов обитать в той или иной зоне сапробности. Это определяет комплекс свойств орзанизмов.
Олигосапробная зона: высокое стабильное содержание кислорода, органики мало, цветение вод редко, детрита мало. Население и видовое богатство велико. Типичные обитатели – личинки веснянок, поденок, ракообразные из Cladocera, Copepoda (Lemnocalanus).
К олигосапробной зоне примыкает бета-мезосапробная зона. Здесь есть суточные колебания концентрации кислорода, ил светлый. Видовое разнообразие здесь больше, чем в олигосапробной зоне. Здесь много червей, моллюсков, мшанок, ракообразных. Дальше альфа-сапробная зона: органики много, кислорода мало, в воде аммиак, ил серого цвета. Появляются специализированные животные, например олигохеты сем.Tubificida.
Полисапробная зона: дефицит кислорода, обеднённая фауна, есть сероводород, метан, много нестабильной органики. Беспозвоночных мало (олигохета Tubifex, личинки комаров Chironomida).
Понятие сапробности наиболее применимо к пресноводным водоемам, т.к. они более замкнуты, чем морские.
Течения и их роль в жизни гидробионтов
Вода в реке течет, потому что источник выше устья. Почему течет вода в океане?
постоянно действующие ветра. В северном полушарии благодаря им вода движется по часовой стрелке, в южном – против часовой стрелки. Между ними зона застоя – Саргассово море. Из-за силы Кариолиса течение и направление ветра не полностью совпадают.
глубже ветровых течений течения связаны с термогалинным градиентом: более соленые воды тяжелее, поэтому опускаются вниз, их место занимают более пресные.
вертикальные течения (зона апвелинга)
приливно-отливные течения. Свойства глобальной циркуляции постоянно меняются. Приливно-отливные течения быстрые и периодичные. Это создает локальную систему течений.
влияние стоков рек и барьеров.
Течения меняют условия осадконакопления, способствуют расселению животных, распределению химических сигналов, влияют на режим питания. Скорость потока воды уменьшается с глубиной по определенному закону. Личинка с ресничной локомоцией в потоке воды пассивна. В тонком слое воды близ поверхности субстрата важны силы вязкости, течение ламинарное и падает почти до нуля. Личинка в этот слой может попасть как пассивно, так и активно. У личинок беспозвоночных в принципе не бывает хемотаксиса. Чтобы определить градиент концентрации химического вещества, надо иметь 2 далеко разнесенных датчика и сравнивать их показатели или измерят одним датчиком в нескольких местах, запоминать показатели и сравнивать. Ни того, ни другого у личинок беспозвоночных не показали. На одном и том же расстоянии от источника в разное время и в одно и то же время на разных расстояниях от источника концентрация вещества сильно варьирует, поэтому определить градиент трудно.
Таксис – движение по или против градиента. Кинез – уменьшение или увеличение двигательной активности.
Эдафические факторы (свойства грунта)
коренные породы
обломочные породы
отложения (осадки). Материал для отложений может быть терригенной природы – наземного происхождения, хемогенной природы (например, железо-марганцевые конкреции), органогенной природы (ракушки). Свойства осадков зависят от размера частиц. Важен гранулометрический состав грунта. Есть разные размерные шкалы. Самые мелкие частицы – глина. Одна фракция встречается редко. Какие-то частицы могут преобладать. В зависимости от гранулометрического состава находится пористость осадков. Самая богатая фауна в крупных песках, в глине мало кто живет. От пористости зависит движение воды через осадки, следовательно аэрирование грунта и содержание сероводорода. Важен не только размер, но и форма частиц (уровень гидратации), плотность грунта. Если условия благоприятны для осадконакопления, формируются мягкие грунты, то их обитатели ин-фауна. Если грунты жесткие – эпи-фауна.
Жизненные формы гидробионтов
Гумбальт заметил, что ландшафты могут быть сильно похожими даже если образованы растениями разных видов. Он предложил классифицировать растения не систематически. В эволюционной биологии это сходство объясняют приспособлением к сходным условиям среды (конвергенция). Это очень распространенное явление. Причины возникновения конвергенции разнообразны. Конвергенция – следствие канализованных эволюционных процессов, не связанных с адаптпцией.
Любая система ограничена исходной конструкцией, например:
планктон
нектон
нейстон
бентос.