Водная среда и ее особенности


Многие ученые считают, что первые живые существа развились в море. Прошло много миллионов лет, прежде чем животные появились и на суше. Но и поныне жизнь в океане намного разнообразнее, чем на суше, а многие группы растений и животных обитают только в морях. По самым скромным подсчетам, вес всех живых организмов, обитающих в Мировом океане, достигает 60-70 млрд. Т. В водах океана имеются все типы органического мира — от простейших организмов до млекопитающих. Исключение составляют многоножки, пауки, амфибии и некоторые другие группы животных. Невелико в море разнообразие насекомых. Но вся толща воды от поверхности до впадин свыше 10 тыс. м глубиной населена живыми организмами.

Водная среда отличается от воздушной: в ней иначе распределяется температура; па больших глубинах существует огромное давление воды; солнечный свет проникает только в самые верхние слои; состав морской воды резко отличается от состава вод суши и т. д.

Среди многих замечательных свойств воды, важных для обитающих в ней организмов, особенно существенны малая теплопроводность, очень высокая теплоемкость и большая растворимость в воде различных веществ. Благодаря высокой теплоемкости воды температурный режим океанов не меняется так резко, как температура воздуха. Это важно как для холоднокровных, так и для теплокровных животных. Водные организмы не нуждаются в приспособлениях к резким переменам температуры окружающей среды.

Ламинарии — крупные морские водоросли, достигающие 6 м длины. Многие ламинарии съедобны, они содержат сахаристые вещества. Из этих водорослей добывают йод. Ламинарии используются также и для  удобрения полей.
Ламинарии — крупные морские водоросли, достигающие 6 м длины. Многие ламинарии съедобны, они содержат сахаристые вещества. Из этих водорослей добывают йод. Ламинарии используются также и для удобрения полей.

Медленно нагреваясь, вода океанов так же медленно и отдает тепло в атмосферу. Поэтому самой теплой вода океанов и морей бывает тогда, когда летний жаркий период на суше уже заканчивается. Вода океанов таит громадные запасы тепла. Отдавая его воздуху, вода существенно влияет на климат окружающих стран.

Средняя температура поверхностного слоя воды Мирового океана +17°,4, а средняя температура воздуха на поверхности всего земного шара только +14°,4.

Суточные колебания температуры воды невелики и наблюдаются у берегов или в небольших заливах и бухтах. Объясняется это непрерывным перемешиванием поверхностных слоев воды. Сезонные изменения температуры воды более значительны, но они происходят преимущественно в верхнем слое — до глубины 500 м. На больших глубинах температура в течение года изменяется очень мало.

Кроме температуры, важнейшее условие жизни — присутствие кислорода. Морские организмы дышат кислородом, так же как и их наземные «родственники». В составе растворенных в воде, газов кислород составляет в среднем 35% (в атмосфере кислорода 21%).

В поверхностных слоях морской воды умеренных областей количество кислорода достигает 8 см³, а в экваториальных водах около 5 см³ в литре воды. В поверхностных слоях кислорода больше, чем в глубинных. Морские течения хорошо перемешивают воду, и кислород в небольшом количестве распространяется до дна океанов. Исключение составляют такие застойные моря, как Черное, где на глубине свыше 200 м нет кислорода и образуется сероводород.

Кроме газов, воды океана содержат значительное количество различных растворенных веществ. Большое значение для развития органического мира имеет соленость морской воды и состав солей (см. стр. 80). В среднем в океанических водах содержится 35°/00 (промилле), т. е. 35 Г солей в килограмме воды. Если выпарить всю воду океанов, то дно их оказалось бы покрытым в среднем 60-метровым слоем соли.

Живые организмы для своего развития требуют веществ, необходимых для образования белка. Первичные создатели органического вещества в море, так же как и на суше,— растения, а все морские животные получают белок уже в готовом виде.

Актиния и моллюск. Так и живут во взаимной «дружбе» эти два животных: моллюск возит актинию, а она защищает своего «извозчика» от врагов стрекательными капсулами., которые могут оглушить даже мелких рыбок.
Актиния и моллюск. Так и живут во взаимной «дружбе» эти два животных: моллюск возит актинию, а она защищает своего «извозчика» от врагов стрекательными капсулами., которые могут оглушить даже мелких рыбок.

Морские растения — водоросли, как и растения суши, имеют зеленый пигмент — хлорофилл, он помогает им использовать энергию солнечного света для усвоения растворенного в воде углекислого газа. В результате образуются углеводы: глюкоза (сахар) и крахмал. Затем в теле водоросли за счет соединения углеводов с азотистыми и другими веществами, растворенными в воде, образуется белок. Поверхностные слои воды в морях и океанах наиболее обильны растениями — водорослями, поэтому громадное количество рачков, червей и других мелкпх животных обыкновенно «пасется» на этом «подводном лугу». Сюда же поднимаются и здесь откармливаются личинки многих донных животных, которые во взрослом состоянии крепко прирастают ко дну или зарываются в ил. Мелкие животные служат пищей сельди, сардинам и другим массовым рыбам, а также китам, обитающим в поверхностных слоях воды.

Материковые воды смывают различные вещества с поверхности суши и «удобряют» океаны. Кроме этого, отмирающие организмы, падая на дно океана и разлагаясь там, служат богатейшим источником пополнения воды запасами азота, фосфора, калия и других веществ, необходимых растениям. Течения, перемешивая воду в море, поднимают эти вещества вверх и «удобряют» ими верхний слой воды, где живут морские растения, с помощью которых эти вещества опять вступают в круговорот жизни.

Для построения раковин, панцирей и различных скелетных образований морские моллюски, кораллы, большинство губок, морские ежи и звезды, черви, мшанки, а также некоторые водоросли (литотамнии) извлекают из воды большое количество кальция. Радиолярии, кремнёвые губки и некоторые другие животные нуждаются в кремнии. Можно считать, что все растворенные вещества, находящиеся в воде даже в ничтожных количествах, необходимы обитателям морей и океанов.

Плывущая медуза. На фото видны длинные щупальцы, которыми медуза хватает добычу.
Плывущая медуза. На фото видны длинные щупальцы, которыми медуза хватает добычу.

Для нормальной жизни растениям необходим солнечный свет. Солнечные лучи не проникают на большие глубины моря. Это объясняется, прежде всего, тем, что часть солнечных лучей отражается от поверхности и не проникает в воду. Чем ниже солнце над горизонтом, тем больший процент лучей отражается от морской поверхности. Поэтому в арктических морях свет проникает на меньшую глубину, чем в экваториальных морях.

В воде солнечный луч распадается на свои составные части: красные, оранжевые, зеленые и фиолетовые лучи. Красные и оранжевые лучи значительно поглощаются первыми метрами воды, зеленые исчезают на глубине 500 м, и только синие лучи проникают до 1500 м глубины. Водоросли особенно нуждаются в красных и оранжевых лучах и в меньшей мере в зеленых. Поэтому растения в море встречаются на глубине до 100-150 м. Животные, как правило, непосредственно в свете не нуждаются и населяют всю толщу воды океана до максимальных глубин.

Океанографы доказали, что в Мировом океане нет воды без населяющих ее живых существ.

До недавнего времени многие ученые считали, что глубины океана более 6 км безжизненны. Они считали, что никакой живой организм не может вынести громадного давления воды на таких больших глубинах.

Советские ученые доказали существование рыб, крабов, раков, червей, моллюсков и других животных на больших глубинах океана. Оказалось, что глубоководные обитатели великолепно приспособились к условиям жизни под громадной толщей воды.

В теле морских животных содержится большое количество воды; при увеличении давления она сжимается очень мало. Поэтому давление внутри организма животного легко уравновешивается давлением окружающей среды. Вот почему оказалась возможной жизнь на больших глубинах.

Кораллы под водой очень похожи на сильно ветвящиеся водоросли, но это не растения, а животные, прикрепляющиеся одним концом к подводным скалам. Кораллы образуют большие колонии.
Кораллы под водой очень похожи на сильно ветвящиеся водоросли, но это не растения, а животные, прикрепляющиеся одним концом к подводным скалам. Кораллы образуют большие колонии.

Многие обитатели больших глубин поднимаются к поверхностным слоям. Их часто можно встретить на глубине 1000 м и изредка — 500 м. Подняться выше мешает им высокая температура воды: они привыкли жить при постоянно низких температурах. Это обстоятельство оказывается гораздо более важным, чем изменение давления. Вода на большой глубине почти ледяная — только плюс 1-2°. При такой температуре все процессы жизни идут чрезвычайно медленно. Организмы растут значительно медленнее, чем в теплых поверхностных слоях океана. Замедляет рост и малое количество пищи. Животные находятся здесь в постоянном мраке. Их глаза обычно имеют «телескопическое» строение, позволяющее улавливать малейшие проблески света.

У некоторых животных образовались «фонари», светящиеся различными цветами. На голове рыбки малакостеус одна пара световых органов излучает красный свет, а другая пара — зеленый. У некоторых моллюсков световые органы излучают голубой свет. Есть животные, у которых в организме накапливается особая светящаяся жидкость. В момент опасности животное выпускает ее и ослепляет врага.

Многие глубоководные существа имеют различные удлиненные отростки, вероятно помогающие им воспринимать звуки. Ведь в кромешном мраке надо суметь уловить движение далеко плывущего врага или, наоборот, определить местонахождение желанной добычи. Звук хорошо распространяется в воде.

У глубоководных рыб поражает величина пасти и обилие зубов. У некоторых видов челюсти устроены так, что могут широко раздвигаться, как у змей, и маленький хищник в состоянии проглотить жертву даже большего размера, чем он сам. Это связано с малым количеством живых существ на больших глубинах. Если уж посчастливилось ухватить добычу, то надо проглотить ее целиком.

Как мы видим, «трудные условия» существования на огромных глубинах не служат препятствием для развития живых организмов. От поверхности и до глубочайших впадин океана — всюду есть жизнь, а живущие здесь организмы хорошо приспособились к условиям существования.

Если население больших глубин бедно, то совсем другую картину наблюдаем в поверхностных слоях моря. Чем ближе к поверхности, тем богаче и разнообразнее становится жизнь. Из 150 тыс. видов морских животных в верхних слоях до 500 м глубины обитает более 100 тыс. видов. В верхнем десятиметровом слое воды количество одноклеточных микроскопических организмов в одном литре воды превышает 500 тыс. экземпляров, а на глубине в 200 м — немногим больше 200 организмов.

Сельдяной король имеет сплющенное тело, похожее на ремень. Серебристо-белое туловище рыбы испещрено темными полосками, плавники у нее оранжевого цвета.
Сельдяной король имеет сплющенное тело, похожее на ремень. Серебристо-белое туловище рыбы испещрено темными полосками, плавники у нее оранжевого цвета.

Условия жизни в море весьма благоприятны. На суше растения корнями добывают из почвы воду и растворенные в ней питательные вещества. В море они со всех сторон окружены питательным раствором.

Крупным животным поддерживать свое тело и передвигаться в воде гораздо легче, чем па суше.

Чтобы держаться на земле, живым существам необходимо иметь крепкие корни или сильные конечности. На суше самое большое животное — слон, а в море — кит, который в 20-25 раз тяжелее слона. Такое огромное животное на суше не смогло бы передвигаться и погибло бы. Ни массивный скелет, ни толстая кожа не могут служить достаточной опорой для туши в 100 и более тонн. Другое дело — в воде. В ней можно без труда поднять камень, который на земле едва сдвинешь с места.

Происходит это потому, что на всякое тело, находящееся в воде, как известно, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме погруженной части тела. Вот почему киту при его громадном весе приходится затрачивать во много раз меньше усилий в воде, чем потребовалось бы такому же животному на суше.

Температура в море более постоянна, чем на суше. Морским животным не нужно искать защиты от холода зимой и от жары летом. Теплокровные наземные животные для защиты от холода к зиме обрастают пушистым мехом, слой подкожного жира у них утолщается, а некоторые залегают на зимнюю спячку в берлоги и норы. В других условиях оказываются жители моря. С наступлением морозов начинается замерзание воды. Толстый слой льда и снега препятствует проникновению холода в воду. Лед, как шуба, закрывает водоем и предохраняет воду от промерзания. Даже в холодной Арктике море никогда не замерзает до дна. Температура зимой в глубине моря, под покровом льда, почти такая же, как и летом.