Экологические зоны Мирового океана

В океане вместе с входящими в него морями различают прежде всего две экологические области: толщу воды - пелагиаль и дно - бенталь. Организмы, обитающие в толще воды или пелагиали, относятся к пелагосу. Всё население дна океана называется бентосом.

Основные свойства водной среды (абиотические факторы)

Плотность воды – фактор, определяющий условия передвижения гидробионтов и давление на разных глубинах. Плотность воды в 800-1000 раз выше плотности воздуха. Давление возрастает с глубиной в среднем на 1*10⁵ Па (1атм) на каждые 10 м. В результате эволюция многих групп животных была направлена на формирование органов, снижающих лобовое сопротивление и повышающих эффективность энергозатарат на плавание.

Опорность среды, служит условием парения в воде, и многие гидробионты приспособлены именно к этому образу жизни, поэтому в толще Мирового океана и других водоемов сложились комплексы Взвешенных, парящих в воде организмов - планктон. В составе планктона — одноклеточные водоросли, простейшие, медузы, сифонофоры, гребневики, крылоногие и киленогие моллюски, разнообразные мелкие, рачки, личинки донных животных, икра и мальки рыб и многие другие. Планктонные организмы обладают многими сходными адаптациями, повышающими их плавучесть и препятствующими оседанию на дно. К таким приспособлениям относятся:

1) общее увеличение поверхности тела за счет уменьшения размеров, сплющенности, удлинения, развития многочисленных выростов или щетинок, что увеличивает трение о воду;

2) уменьшение плотности за счет редукции скелета, накопления в теле жиров, пузырьков газа и т. п. У одноклеточных диатомовых водорослей запасные вещества отлагаются не в виде тяжелого крахмала, а в виде жировых капель.

Одноклеточные водоросли фитопланктон парят в воде пассивно они не могут преодолевать течения и переносятся ими на большие расстояния. Многие виды зоопланктона способны, однако, к вертикальным миграциям в толще воды на десятки и сотни метров, как за счет активного передвижения, так и за счет регулирования плавучести своего тела. Особую разновидность планктона составляет экологическая группа нейстона — обитатели поверхностной пленки воды на границе с воздушной средой (личинки комаров, плавунцов водомерки).

Плотность и вязкость воды сильно влияют на возможность активного плавания. Животных, способных к быстрому плаванию и преодолению силы течений, объединяют в экологическую группу нектона. Представители нектона - рыбы, кальмары, дельфины. Быстрое движение в водной толще возможно лишь при наличии обтекаемой формы тела и сильно развитой мускулатуры. Торпедовидная форма вырабатывается у всех хороших пловцов независимо от их систематической принадлежности и способа движения в воде.

Кислородный режим

В насыщенной кислородом воде содержание его не превышает 10 мл в 1 л, это в 21 раз ниже, чем в атмосфере. Содержание кислорода в природных водоемах не превышает 10-11 мл/л. Поэтому условия дыхания гидробионтов значительно усложнены. Кислород поступает в воду в основном за счет фотосинтетической деятельности водорослей и диффузии из воздуха. Поэтому верхние слои водной толщи, как правило, богаче этим газом, чем нижние. С повышением температуры и солености воды концентрация в неё кислорода понижается. В слоях, сильно заселениях животными и бактериями, может создаваться резкий дефицит О₂ из-за усиленного его потребления, Например, в Мировом океане богатые жизнью глубины от 50 до 1000 м характеризуются резким ухудшением аэрации - она в 7-10 раз ниже, чем в поверхностных водах, населенных фитопланктоном. Около дна водоемов условия могут быть близки к анаэробным.

Среди водных обитателей много видов, способных переносить широкие колебания содержания кислорода в воде, вплоть до почти полного его отсутствия: пресноводные олигохеты, брюхоногие моллюски. Среди рыб очень слабое насыщение воды кислородом могут выдерживать сазан, линь, караси. Вместе с тем ряд видов могут существовать лишь при достаточно высоком насыщении воды кислородом радужная форель, кумжа, гольян, ресничный червь, личинки поденок, веснянок и др. Многие виды способны при недостатке кислорода впадать в неактивное состояние- аноксибиоз - и таким образом переживать неблагоприятный период.

Небольшое количество кислорода, растворенного в воде, предъявляет определённые требования к конструкции органов внешнего дыхания-они должны быть большой поверхности и контактировать с окружающей средой (жабры), также дыхание гидробионтов осуществляется через легкие, трахеи и поверхность тела. При этом покровы могут служить дополнительным органом дыхания. Например, рыба вьюн через кожу потребляет в среднем до 63% кислорода. Если через покровы тела происходит газообмен, то они очень тонки. Дыхание облегчается также увеличением поверхности. Это достигается в ходе эволюции видов образованием различных выростов, уплощением, удлинением, общим уменьшением размеров тела. Некоторые виды при недостатке кислорода активно изменяют величину дыхательной поверхности. Черви сильно вытягивают тело в длину; гидры и актинии -щупальца; Многие сидячие и малоподвижные животные обновляют вокруг себя воду, либо создавая ее направленный ток, либо колебательными движениями способствуя ее перемешиванию. Пиявки, личинка комаров-звонцов (мотыль), многие олигохеты колышут тело, высунувшись из грунта.

В условиях дефицита кислорода у некоторых видов встречается комбинирование водного и воздушного дыханий. Таковы двоякодышащие рыбы, сифонофоры, дискофанты, шагающий сом, рыба-ползун многие легочные моллюски, ракообразные и др. газообмен происходит в ротовой и околожаберной полости, в различных отделах пищеварительного тракта (рыба-вьюн), в плавательном пузыре (ильная рыба), через кожу (илистый прыгун, обыкновенный угорь). Вторичноводные животные сохраняют обычно атмосферный тип дыхания как более выгодный энергетически и нуждаются поэтому в контактах с воздушной средой, например ластоногие, китообразные, водяные жуки, личинки комаров и др.

Нехватка кислорода в воде приводят иногда к катастрофическим явлениям - заморам, сопровождающимся гибелью множества гидробионтов. Зимние заморы часто вызываются образованием на поверхности водоемов льда и прекращением контакта с воздухом; летние-повышением температуры воды иуменьшением вследствие этого растворимости кислорода. Кроме недостатка кислорода, заморы могут быть вызваны повышением концентрации в воде токсичных газов - метана, сероводорода, СО₂ и др., образующихся в результате разложения органических материалов на дне водоемов.

Наиболее характерная экологическая характеристика Черного моря-отсутствие кислорода от горизонтов 100-200м и до дна и постоянное содержание в них сероводорода. Глубоководная зона моря почти безжизненная.