Дыхание гидробионтов

Сложность респираторных условий в воде обусловила выработку у гидробионтов ряда морфологических, физиологических и биохимических адаптаций, обеспечивающих требуемый уровень интенсивности дыхания в более или менее широком интервале концентраций растворенного кислорода.

Дыхание — высвобождающее энергию биологическое окисление.

В процессе дыхания в качестве окислителя может быть использован молекулярный кислород (аэробное дыхание) или другие субстраты (анаэробное дыхание). У гидробионтов в системе трансформации энергии преобладает аэробный тип. Дыхательные адаптации гидробионтов связаны с возможностью регулирования газообмена, оптимизируя процессы реализации генетической программы роста и развития.

Илистый прыгун обитает в тропических морях. Основным его местообитанием считаются побережья мелководных лагун, топкие устья рек, мангровые заросли. Брюшная присоска позволяет прыгуну прикрепляться к вертикальной поверхности камней или древесных стволов. Дышат они воздухом, извлекая кислород всей кожей и специальным наджаберным органом.

В условиях дефицита гидробионты предельно снижают свою активность, что позволяет им выживать некоторое время благодаря использованию минимума энергии, высвобождаемой анаэробно. Некоторые гидробионты способны существовать в анаэробных условиях, извлекая кислород из химических соединений или добывая энергию другими способами.

Динамика гидробиоценозов

Существование видов ориентировано на максимальное увеличение их функционального значения в биосфере. Это достигается путем существования разнообразных форм роста и развития особей. Росту организма способствует его развитие. Это характерно для всех видов и усиливает конкуренцию за материальные и энергетические ресурсы. Данная тенденция способствует расширению ресурсной базы жизни и интенсификации биологического круговорота вещества и энергии.

Характеристика роста основывается на физических и биологических факторах. Выделяются два его типа: соматический (увеличение массы тела до наступления репродуктивной функции) и генеративный (образование материала, отчуждаемого в форме зачатков).

Экологическая сущность развития гидробионтов заключается в смене структур и их функций в онтогенезе, а также во влиянии различных факторов на скорость процесса и адаптаций, характеризующих выживание организмов на разных стадиях.

Большинство водорослей имеют воздушные пузырьки, которые поддерживают их талломы у поверхности. Водоросли создают настоящий живой ковер, который дает приют и защиту от обсыхания многих литоральных организмов.

Некоторым гидробионтам присуща периодичность развития, сопряженная с циклическими изменениями благоприятных и неблагоприятных условий среды. Так, например, во время отливов изменяется активность многих обитающих в литорали ракообразных, моллюсков, червей.

Процессы биосинтеза обеспечивают рост и развитие особей и зависят от интенсивности газообмена. Соотношение величин ассимиляции и диссимиляции характеризует эффективность трансформации энергии, степень использования потребленной пищи на рост. Величина энтропии энергии в процессе ее трансформации варьирует в зависимости от видовых особенностей организмов и условий их жизни и определяет эффективность продукционных процессов. Знание этих особенностей помогает рационализации природопользования в прибрежно-морской зоне.

Новые площади для поселения могут возникать в результате сильных штормов. На освободившемся месте поселяются сначала пленки бактерий и микроскопических водорослей, затем селятся бурые водоросли, которые сменяются балянусами. Балянусы, в свою очередь, вытесняются мидиями. После этого экосистема практически не меняется, находясь в состоянии климатического максимума. Однако и эта система может нарушиться в любой момент.

Развитие гидробиоценозов происходит с разной скоростью и по разным причинам. Смена экосистем имеет направленный и необратимый характер. Данный процесс называется сукцессией.

Сукцессия — последовательная смена одних сообществ другими на определенном участке среды.

Изучение особенностей сукцессии гидробиоценозов связано с процессом интродукции и нарушениями равновесий, вызванных загрязнением морской среды. В процессе сукцессии биоценоз приближается к состоянию, наиболее соответствующему абиотической среде, к состоянию наибольшей устойчивости экосистемы — ее климаксу. Оно может нарушаться изменениями в абиотической среде, тогда биоценоз претерпевает последовательные изменения, отражающие саморегулирующие свойства системы. Выделяется несколько этапов сукцессионного процесса (рис. 32):

Первичная сукцессия в прибрежной бентали

Рис. 32. Первичная сукцессия в прибрежной бентали

  • 1. Возникновение не занятого жизнью участка.
  • 2. Миграция, а также занос на него различных организмов и их зачатков.
  • 3. Приживание их на этом участке.
  • 4. Конкуренция и вытеснение отдельных видов.
  • 5. Преобразование организмами

местообитания, постепенная стабилизация условий и отношений.

Первые стадии сукцессии характеризуются высокими темпами изменения, которые постепенно замедляются. Сукцессионный процесс в морской среде аналогичен таковому на суше: первичная сукцессия характеризуется преобладанием числа автотрофов, количество гетеро- трофов растет до относительно поздней стадии. Формирование устойчивой стадии определяется появлением климаксового сообщества.

В особенно сухие и жаркие годы сток пресных вод с материков сокращается, что ведет к заметному повышению солености и температуры мелких бухт и эстуариев. Это может привести к эмиграции или гибели в них некоторых видов и временному проникновению других, живущих обычно в открытом море, далеко от зоны солоноватых вод. Очевидно, что в результате заметно изменятся и взаимоотношения видов в этих прибрежных экосистемах.

Помимо сукцессий динамика гидробиоценозов характеризуется флуктуациями.

Флуктуация — закономерное изменение состояния гидробиоценоза, сопровождающееся направленной перестройкой его структуры, но имеющее обратимый характер.

При флуктуационных процессах изменяется только структурно-функциональная организация экосистемы (гидробиоценоза), ее облик сохраняется. Проявление флуктуаций большей частью объясняется сезонными и другими циклическими изменениями. Весьма значительные изменения морских экосистем наблюдаются в результате антропогенных воздействий.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >