Жизнь в толще вод озера (планктон)


Диатомовый водоросли на Байкале

Что такое планктон и какие организмы его образуют?

Что такое водоросли?

Почему водорослям не нужны корни?

Происходит ли фотосинтез в «листьях» водорослей?

На какой глубине в Байкале встречены прикрепленные водоросли?

Какие растения наиболее распространены в Байкале?

Существует ли жизнь под ледовым покровом?

Что такое цветение планктона?

Что такое ультрананнопланктон?

Что такое красный прилив?

Каких размеров достигают водные растения в Байкале?

Почему крупные водоросли редко встречаются в открытом Байкале?

Сколько корма в пересчете на водоросли требуется для выращивания 1 кг рыбы?

Какие компоненты сдерживают развитие фитопланктона в Байкале?

Как химические питательные вещества преобразуются в пищу?

Какие элементы накапливаются водными организмами?

Как влияют живые водные организмы на состав воды?

Что такое обрастание?

Насколько питательны водоросли?

Чем питается зоопланктон на больших глубинах?

Каких организмов в Байкале больше всего?

Как распространяется планктон?

Почему животные совершают суточные вертикальные миграции?

Какие животные создают основную биомассу планктона в Байкале?

Как планктон влияет на цвет воды?

Можно ли планктон использовать в пищу?

Чем затруднено использование планктона в качестве продукта питания для человека?

Существуют ли в водной толще Байкала времена года?

 

 

 

Что такое планктон и какие организмы его образуют?

Термин «планктон» от греческого «планос» - парящий, блуждающий. Планктон - собирательное понятие для сообществ дрейфующих или малоподвижных растений и животных, обитающих в водной толще водоемов. Сюда входят самые разнообразные организмы: от микроскопических бактерий, водорослей и простейших животных до довольно крупных водорослей, а в морях - и беспозвоночных животных, таких как медузы. К планктону относят икру рыб, яйца беспозвоночных, плавающие в толще воды, и их личинки, находящиеся в толще приповерхностных вод.

 

 

Что такое водоросли?

Водоросли - это низшие одноклеточные и многоклеточные растения. Они имеют слоевища различных размеров: от видимых только под микроскопом одноклеточных до гигантских морских водорослей, достигающих в длину

десятков и даже сотней метров.

В пресных водах водоросли сравнительно небольших размеров, за исключением немногих, например, драпар-нальдий, тетраспор, харовых. Для всех их, как и для других растений, характерно автрофное питание, наличие хлорофилла и способность фотосинтеза. У водорослей нет ни корней, ни стеблей, ни листьев, хотя у некоторых крупных морских представителей этой группы организмов есть образования, внешне напоминающие эти органы. Обитают водоросли как в пресной и соленой воде, так и на суше - в почве или внедряются в скалы и камни. Делятся они на ряд отделов: сине-зеленые, зеленые, золотистые, динофитовые, криптофитовые, диатомовые, багряные, харовые и др.

 

 

Почему водорослям не нужны корни?

Водоросли не нуждаются в корнях, так как живут в растворе питательных веществ и могут поглощать их всей своей поверхностью Байкал. У некоторых водорослей имеются органы - ризоиды, по виду напоминающие корень, которыми они прикрепляются к субстрату. Водорослям не нужна сложная сосудистая система для переноса воды к отдельным частям организма, следовательно, не нужен им и стебель с проводящими сосудами. Во внешнюю среду водоросли, бактерии и другие одноклеточные организмы выделяют вещества, которые облегчают им поглощение и усвоение веществ - аминокислот, биогенных и других минеральных элементов и подавляют развитие других видов.

 

 

Происходит ли фотосинтез в «листьях» водорослей?

В некоторые водоросли, по преимуществу морские, имеют выросты, по форме напоминающие листья, однако, это всего лишь выросты на растении, на не специализированный фотосинтезирующий орган, как у наземных растений. Так как в процессе фотосинтеза участвует все тело водоросли, то эти пластины служат лишь для увеличения общей фотосинтезирующей поверхности растения, повышая тем самым эффективность поглощения питательных веществ из внешней среды и фотосинтеза.

 

 

На какой глубине в Байкале встречены прикрепленные водоросли?

При исследовании с помощью глубоководных аппаратов прикрепления водоросль - драпарнальдия - была обнаружена акванавтами в районе пос. Б. Коты на глубине 80 м. Если она оказалась там не случайно, а приспособилась к жизни,- явление представляет большой интерес для физиологов, так как прикрепленные водоросли требуют для своей жизнедеятельности больше света, чем планктонные, и поэтому редко встречаются на глубине свыше 20 м (рекордная для морских водорослей глубина - 54 м).

 

 

Какие растения наиболее распространены в Байкале?

Наиболее многочисленными по видовому разнообразию в Байкале являются диатомовые водоросли. Их насчитывается в озере 509 видов из общего числа известных к настоящему времени 1085 видов и разновидностей. Из водорослей-макрофитов, обитающих в прибрежных условиях, наибольшее распространение получили уло-трикс, драпарнальдии и тетраспора.

 

жизнь подо льдом Байкала

Существует ли жизнь под ледовым покровом?

Под ледовым покровом, особенно в малоснежные зимы, существует довольно богатая жизнь. Из-за высокой прозрачности льда на Байкале отмечается массовое развитие водорослей, или подледное весеннее цветение, при которых численность и биомасса водорослей достигают уровня, характерного для водоемов мезотрофного типа (от 16 до 40— 50 г органического углерода под 1 м2). Зоопланктон и зообентос также функционируют и подо льдом.

Если численность и биомасса зоопланктона под ледовым покровом меньше, чем летом, то биомасса бентосных организмов сравнительно мало изменяется по сезонам года.

Во время подледного цветения синтезируются органические вещества, обеспечивающие жизнедеятельность бактерио- и зоопланктона в другие периоды года (во все сезоны года).

 

 

Что такое цветение планктона?

Цветением планктона у гидробиологов принято называть бурное развитие планктонных водорослей (иногда его отождествляют с цветением водоема, что не одно и то же). При этом может измениться цвет воды, отсюда и название - цветение. Чаще всего такое бурное развитие наблюдается у одного, реже у нескольких видов фитопланктона. В Байкале цветение, как правило, бывает весной, еще в подледный период. Оно происходит из-за бурного развития двух массовых видов водорослей - ме-лозиры и гимнодиниума. Но бывают годы, когда и другие водоросли (например, синедра, динобрион и др.) имеют вспышку в развитии, биомасса водорослей при этом достигает огромной для Байкала величины - 3-4 г/м3 и более. Цветение бывает также и летом, но оно неодинаково по акватории озера: иногда проявляется только в южной котловине, тогда как в северной идет обычное развитие или даже слабое, и, наоборот, цветет в северной котловине, а в южной нет. Летом, в период открытой воды, когда численность весеннего фитопланктона незначительна, наблюдается массовое развитие мелких водорослей, так называемых ультрананнопланктонных. Их численность бывает до 150 млн. клеток в 1 л, а биомасса - 0,350 г/м3.

 

 

Что такое ультрананнопланктон?

Группа микроскопических водорослей, по большей части одноклеточных сине-зеленых и несколько видов зеленых, массовое развитие которых наблюдается как в подледный, так и в безледный периоды. Размеры клеток этих водорослей не превышают двух-трех микрон, приближаясь к размерам клеток бактериального планктона. К этой группе организмов, вероятно, следует относить и бактери-опланктон. Биомасса ультрананнопланктонных водорослей в летний период в несколько раз превышает в Байкале биомассу более крупного фитопланктона, составляя часто 150-200 мг/м3.

В годы слабого развития других водорослей роль уль-трананнопланктона возрастает и становится соизмеримой с биомассой фитопланктона. Энергия фотосинтеза ультрананнопланктонных водорослей намного выше, чем у обычного фитопланктона, суточный П/Б коэффициент у них также значительно больше, чем у других байкальских водорослей. Исследование водорослевого ультрананнопланктона объясняет наблюдавшееся ранее несоответствие между высокой первичной продукцией фитопланктона и его очень малой биомассой в летние месяцы. Ультрананнопланктонные водоросли служат как бы страховым резервом для поддержания постоянства первичной продукции. В урожайные годы этих водорослей крупного фитопланктона бывает очень мало, и наоборот, -в неурожайные годы микрофитопланктона происходит массовое развитие макрофитопланктона, и микрофитопланктон в значительной мере компенсирует недостачу урожая первичной продукции.

 

 

Что такое красный прилив?

В Байкале красного цветения (прилива) не бывает. Но в период весеннего подледного цветения, когда перемешивание воды подо льдом слабое, концентрация водорослей (главным образом, перидиниевых) в прибрежных районах так велика, что вода приобретает бурую окраску, специфический запах (несвежего рыбьего жира), становится неприятной и непригодной для питья, развитие большого количества перидиней чаще всего наблюдается в тех местах, куда поступает много органических веществ и биогенных элементов.

 

 

Каких размеров достигают водные растения в Байкале?

От нескольких микрометров до 203 мм; прикрепленные и полуприкрепленные водоросли - улотрикс, тетраспора, драдпарнальдия - до 20-30 см. Высшие водные растения в Байкале практически отсутствуют, они произрастают лишь в заливах, укрытых от волн, и в дельтах рек Селенги и В. Ангары. И только на глубине 5-10 м в очень немногих местах можно встретить заросли харовых водорослей. В редких местах на глубине 7-10 м, где волнение дне ощущается, растут рдест, уруть и водный лютик. Интенсивное развитие водорослей определяется достаточным количеством фосфатов, нитратов, а для диатомовых и силикатов — усвояемого кремния. Благоприятствуют росту водорослей также железо, медь и марганец. Диатомовые требовательны к железу, зеленые, наоборот, избегают избытка железа, но очень нуждаются в солях азота. Сине-зеленые появляются позже других, потому что зимуют в стадии спор, развиваются при более высокой температуре воды и обладают большей чувствительностью к токсичному для них марганцу. Возможно, что одной из мер борьбы с цветением сине-зеленых могли быть соли марганца. Лучше всего водоросли растут на хорошо прогреваемых мелководьях, куда проникает достаточно света. В открытых районах Байкала их росту способствует перемешивание воды и поступление в поверхностные слои питательных веществ при подъеме глубинных вод.

 

 

Почему крупные водоросли редко встречаются в открытом Байкале?

В открытом Байкале часто возникает недостаток питательных веществ, в первую очередь, фосфатов, нитратов и кремния. В таких условиях выживают приспособленные водоросли. Как известно, они впитывают нужные вещества всей поверхностью. Коэффициент усвоения питательных веществ тем выше, чем больше относительная поверхность водорослей. А это характерно для мелких одноклеточных организмов, поэтому, вероятно, в открытом Байкале, как и в океане, преобладают мелкие одноклеточные водоросли.

 

Байкальский омуль

Сколько корма в пересчете на водоросли требуется для выращивания 1 кг рыбы?

Для выращивания 1 кг молоди омуля нужно до 10 кг пастбищного зоопланктона - эпишуры. В свою очередь, для выращивания 1 кг эпишуры необходимо до 10 кг водорослей и бактериопланктона, то есть для выращивания 1 кг молоди омуля требуется до 100 кг фито- и бактериопланктона. Взрослый омуль питается хищным зоопланктоном - макрогектопусом. Для выращивания 1 кг этого рачка нужно около 10 кг эпишуры, которой он питается, или также до 100 кг бактерий и водорослей в пересчете на бактерио- и фитопланктон. Для выращивания 1 кг омуля в среднем необходимо 10 кг макрогектопуса. Следовательно, в пересчете на водоросли, для выращивания 1 кг омуля требуется 1000 кг фитопланктона. Но трофическая цепочка значительно сложнее, и рацион омуля состоит не только из пелагических рачков, но и из рыб (бычки, голомянки и др.), а эти рыбы питаются макрогектопусом. В таком случае на 1 кг омуля расходуется до 10 т первичной продукции, создаваемой фитопланктоном в Байкале.

 

 

Какие компоненты сдерживают развитие фитопланктона в Байкале?

Для диатомовых водорослей - недостаток растворенного в воде кремния, для всех других водорослей - фосфора, иногда азота и, может быть, микроэлементов. Ограничивают развитие отдельных видов фитопланктона, вероятно, и биологические взаимоотношения в сообществах организмов - способность одних видов, выделяя их в окружающую среду продукты своей жизнедеятельности, подавлять развитие других. Такими свойствами обладают, например, сине-зеленые водоросли, грибы и др.

 

 

Как химические питательные вещества преобразуются в пищу?

В процессе фотосинтеза фитопланктон утилизирует нитраты, фосфаты, силикаты, двуокись углерода и др. При их соединении образуется органическое вещество, то есть создается первичная продукция. Фитопланктон служит пищей для пастбищного зоопланктона и зообентоса, а они, в свою очередь, - для плотоядных организмов.

 

 

Какие элементы накапливаются водными организмами?

Многие животные, например, устрицы, накапливают в своем теле медь и другие металлы, другие моллюски -никель, ракообразные - медь и др., морские бурые водоросли - йод и бром. Почти все растительные и животные организмы в разной степени накапливают радиоактивные элементы, ртуть и др.

 

 

Как влияют живые водные организмы на состав воды?

Почти все растворенные в воде соли в разной степени используются водными организмами для питания. В районе повышенной биологической активности концентрация таких веществ, как фосфаты, нитраты, соединения кремния и др., может стать для данного водоема ниже нормы, потребной для жизни их гидробионтов, или равной аналитическому нулю. Разложение отмерших остатков растений и животных также может вызвать изменение химического состава воды. В первую очередь, это сказывается на содержании кислорода, изменении окисляемости и др.

 

 

Что такое обрастание?

Это наросты, образуемые живыми организмами и минеральными частицами на поверхности погруженных в воду предметов - например, подводных частей судов. Обрастания существуют как в морских водах, так и в пресных. Они бывают такими мощными, что приводят к замедлению скорости движения судов. В пресных водах самые активные обрастатели - моллюски дрейсена. Попадая в трубопроводы насосных станций, они часто вызывают значительные помехи в водоснабжении. Это особенно опасно для тепловых электростанций, где прекращение подачи воды может иметь тяжелые последствия. В Байкале обрастаний, подобных морским, нет. Нет и дрейсены, которая в настоящее время заполнила реки и водоемы европейской части нашей страны и упорно продвигается на север. Обрастания судов и подводных сооружений образуют, главным образом, водоросли (улотрикс), бактерии и простейшие. Однако даже эти, казалось бы, безобидные обрастания затрудняют работу гидрологических и гидрохимических приборов при длительном их пребывании в воде.

 

 

Насколько питательны водоросли?

Питательность водорослей сравнима с питательностью салатов - в них также содержится много углеводов. Водоросли богаты витаминами, среди которых бета-каротин (в организме превращается в витамин А), тиамин, рибофла

вин, пантотеновая кислота, витамин В12, витамины С и Д. В водорослях также содержатся все минеральные соли, необходимые для нормального роста организмов животных.

 

 

Чем питается зоопланктон на больших глубинах?

Пастбищный зоопланктон питается опускающимися на глубину после ослабления жизнедеятельности организмами фитопланктона или бактериопланктоном. Хищный зоопланктон потребляет в пищу более мелкие организмы нехищного зоопланктона.

 

 

Каких организмов в Байкале больше всего?

Из растительных организмов больше всего диатомовых водорослей - 509 видов и разновидностей; из беспозвоночных животных - бокоплавов - 255 видов, что составляет более половины числа видов всех живущих в мире пресноводных бокоплавов; из позвоночных организмов - голомянко-бычковых рыб 29 видов, больше 86 % из них нигде в мире, кроме Байкала, не встречаются.

 

 

Как распространяется планктон?

Обычно течениями в водоеме и миграцией. Организмы зоопланктона днем находятся на глубине, ниже зоны фотосинтеза, а ночью поднимаются к поверхности. Обычно фитопланктон находится в освещенной зоне, но некоторые виды способны к миграции и на поверхность поднимаются днем. Происходит это пассивно: при фотосинтезе в организме накапливается жир и газы, которые способствуют всплытию, а в течение ночи, когда фотосинтез не идет, а происходит дыхание и расходование синтезированных веществ, они постепенно погружаются.

 

 

Почему животные совершают суточные вертикальные миграции?

Животные совершают их следом за миграцией пищевых организмов, то есть это миграции пищевые. Например, эпишура и макрогектопус совершают ежесуточно вертикальные перемещения: ночью - к поверхности, а днем опускаются до 100 м и более. Эпишура мигрирует следом за фитопланктоном, которым она питается; макрогекто

пус же питается, главным образом, эпишурой и поэтому совершает такие же миграции, но уже за эпишурой. Следом за макрогектопусом, как пищей для рыб, совершают миграции рыбы и т.д. Пользуясь такими вертикальными миграциями, гидробиологи для лова эпишуры или макро-гектопуса ставят днем свои вертикальные конусные сетки на глубине. И животные, опускаясь вглубь, попадают в эти ловушки. Таким образом, отпадает необходимость проводить для их сбора довольно трудоемкое траление, при котором нежные организмы очень сильно травмируются.

 

 

Какие животные создают основную биомассу планктона в Байкале?

Из беспозвоночных организмов — эпишура и макрогек-топус (более 90 % всей биомассы), а из нектона - рыбы голомянки.

 

Байкальские водоросли на дне

Как планктон влияет на цвет воды?

Цвет воды в озере под влиянием фитопланктона может изменяться только в период его цветения. В открытых районах Байкала в период, когда развитие водорослей слабое, цвет воды обычно темно-синий, а прозрачность очень большая. При больших концентрациях планктона цвет воды становится желто-зеленым. Обычно в местах, где происходит массовое развитие водорослей, наблюдается скопление организмов зоопланктона, которые также вносят свои оттенки в цвет воды.

 

 

Можно ли планктон использовать в пищу?

В пищу планктонные организмы используются уже давно, особенно широко креветки. Но может ли жить человек только на планктонной диете? Опыты с крысами показали, что они могут жить длительное время на планктоне и зерне, но не на одном планктоне. Вероятно, продукцию планктона можно использовать в пищу животным и человеку в виде добавок к привычному рациону. Кратковременное выживание человека, оказавшегося в критической ситуации (морские катастрофы) и питающегося только планктоном, возможно. Известный французский врач Ален Бомбар подверг себя испытанию и доказал, что потерпевший кораблекрушение в океане и лишенный воды и привычной пищи человек может в течение длительного времени жить, питаясь только планктоном. У А. Бомбара нашлось немало последователей.

 

 

Чем затруднено использование планктона в качестве продукта питания для человека?

Планктонные организмы, за исключением криля, слишком рассеяны в водоеме (море, озере). В Байкале, например, даже в урожайные годы в 1 м3 содержится 0,1 г сухого вещества планктона, то есть для получения 1 кг сухого вещества понадобится профильтровать около 10 тыс. м3 воды. Стоимость планктонной пищи оказалась бы намного выше стоимости мяса. Кроме того, некоторые из планктонных организмов несъедобны и даже ядовиты, например, сине-зеленые водоросли.

 

 

Существуют ли в водной толще Байкала времена года?

Гидробиологи отмечают весну в Байкале (март-апрель), когда под ледовым покровом происходит массовое развитие планктонных водорослей - весеннее цветение. После вскрытия озера ото льда и прогрева воды наступает летнее развитие организмов (август-сентябрь). Разграничительным периодом весны и лета является весенне-летняя гомотермия (июнь — начало июля). Осенью угасает развитие фитопланктона, но продолжает развиваться зоопланктон, происходит нерест промысловых рыб (омуля). Лето от осени отделяет период осенней гомотермии. Зима наступает с замерзанием мелководных участков озера, заливов, а затем и всего озера. В глубинных слоях температура воды по сезонам не меняется, но отголоски времени года ощущаются по изменению количества поступающего сверху корма и кислорода.



Рейтинг: 0 Голосов: 0 3817 просмотров

Похожие статьи:

ГрибыТрутовик корнелюбивый

ПтицыБольшой баклан