Планктонные организмы в морях и пресноводных экосистемах: значение и роль в природе

Обитающие в водоемах организмы обычно классифицируют по видовому признаку и образу жизни. В результате еще во второй половине ХIХ века всех морских животных и растений разделили на две большие группы, назвав их «нектон» и «бентос». В группу нектона  были включены все организмы, населяющие толщу воды. В группу бентоса вошли организмы, обитающие на морском дне. Позже немецкий естествоиспытатель Виктор Гензен выделил из  нектона еще одну группу – «планктон» (от греч. planktos – блуждающий, парящий).  В нее вошли мельчайшие организмы толщи воды, пассивно переносимые течениями. 

В настоящее время к нектону (от греч. nektos – плавающий, плывущий) относят крупных животных (рыб, китов, дельфинов, головоногих моллюсков) с хорошо развитыми органами движения, позволяющими им преодолевать большие расстояния и течения. Бентос – это организмы, обитающие на дне. Сюда входят растения, моллюски, черви, ракообразные, морские звезды и др.

Деление организмов на указанные группы  в некоторой степени условно, так как многие из них являются как планктонными, так и бентосными, особенно на разных стадиях развития.

Планктонные организмы неспособны к активным перемещениям в толще воды, а если и обладают ими, то в силу малых скоростей передвижения не могут противостоять токам воды. О таком разграничении можно говорить только в общих чертах, так как в спокойной воде многие организмы планктона активно двигаются в определенном направлении.      

***

 

Планктон – это не только самая большая группа обитающих в море организмов, но и основа всей жизни в нем. Однако до середины ХIХ века планктону не придавали большого значения, просто не знали о его существовании. Ученые стали изучать планктон только после изобретения планктонной сети. С ее появлением удалось количественно оценить роль  планктонных организмов в экосистеме. Однако рыбаки и китобои задолго до официального изучения планктона понимали его роль и значение в питании рыб и китов. В лексиконе норвежских рыбаков с давних времен присутствовал термин «редот», который означал «красная пища». Ее находили в желудках сельдей. Пища китов у норвежских китобоев называлась «хвальт». В их желудках находили черную массу. Это связано с тем, что большие и черные глаза эвфаузиид придают этой массе соответствующий цвет. Шотландские моряки называли эвфаузиид «черные глаза», русские рыбаки – «черноглазки». Эти понятия появились в лексиконе рыбаков и китобоев  задолго до 1887 г., когда немецкий ученый В. Гензен впервые ввел термин «планктон».

В настоящее время планктон Мирового океана достаточно хорошо изучен и   установлено его распределение; некоторые районы богаты планктоном, другие –  совершенно лишены его. Кроме того, в одном и том же районе, но на разных глубинах концентрация планктонных организмов неодинакова. Каждый слой воды имеет свое собственное планктонное население в зависимости от пищевых особенностей и способности организмов приспосабливаться к той или иной среде.

Визуальные наблюдения за морскими или океаническими водами позволяют по окраске воды устанавливать распределение планктона. Синева и прозрачность вод свидетельствует о скудости жизни; в такой воде практически некому отражать свет, кроме самой воды. Голубой цвет – это цвет морских пустынь, где плавающие организмы попадаются очень редко. Зеленый цвет – безошибочный индикатор растительности. Поэтому, когда рыбаки встречают зеленую воду, они знают: поверхностные слои богаты растительностью, а там, где много водорослей, всегда изобилуют питающиеся ими животные. Верхний слой водоема с обитающим там фитопланктоном справедливо называют пастбищем моря. Микроскопические водоросли – основная пища большого количества обитателей океана.

Темно-зеленый цвет воды говорит о наличии большой массы планктона. Оттенки воды свидетельствуют о наличии тех или иных планктонных организмов. Это очень важно для рыбаков, так как характер планктона определяет род рыбы, обитающей в данном районе. Опытный рыбак (особенно в давние времена) может уловить тончайшие оттенки цвета морской воды. В зависимости от того, ловит ли он рыбу в «зеленой», «желтой» или «красной» воде, можно с достаточной степенью вероятности предсказать характер и размеры улова.

Окраска воды в тех или иных районах или морях иногда бывает настольно характерной, что моря получали свое название по цвету воды. Например, своеобразный цвет Красного моря вызван присутствием в нем синезеленой водоросли триходесмиум (Trichodesmium egythraeum), имеющей пигмент, придающей воде красновато-коричневый оттенок; или Багряное (Алое) море прежнее название Калифорнийского залива.

Своеобразную окраску воде придают некоторые динофлагелляты (например, Gonyaulax и Gymnodinium) В тропических и умеренных теплых водах эти существа порой размножаются так быстро, что море становится красным. Рыбаки называют это явление «красным приливом». Огромные скопления динофлагеллят (до 6 млн. клеток в 1 литре воды) крайне ядовиты, поэтому во время «красного прилива» погибают многие организмы. Эти водоросли не только ядовиты сами по себе; они выделяют токсичные вещества, которые затем накапливаются в организмах, поедающих динофлагеллят. Любое существо, будь то рыба, птица или человек, съев такой организм, получает опасное отравление. К счастью, явление «красного прилива» носит местный характер и случается не часто.

Воды морей окрашиваются не только  присутствием водорослей, но и зоопланктоном. Большинство эвфаузиид прозрачны и бесцветны, однако некоторые из них окрашены в красноватый цвет. Такие эвфаузииды обитают в более холодных северных и южных полушариях и иногда скапливаются в таких количествах, что огромные участки моря окрашиваются в красный цвет.

Окраску воде придают не только микроскопические планктонные водоросли, но и различные частицы органического и минерального происхождения. После сильного дождя реки приносят множество минеральные частиц, из-за чего вода приобретает различные оттенки. Так, глинистые частицы, приносимые рекой Хуанхэ, придают Желтому морю соответствующий оттенок. Река Хуанхэ (от кит. – Желтая река) за свою мутность и получила свое название. Многие реки и озера содержат такое количество гуминовых соединений, что их воды становятся темными – бурыми и даже черными. Отсюда названия многих из них: Рио-Негро – в Южной Америке, Черная Вольта, Нигер – в Африке. Многие наши реки и озера (и расположенные на них города) из-за цвета воды носят названия «черная». Наиболее известна «Черная Речка» в Санкт-Петербурге, где на дуэли в 1837 г. смертельно был ранен А.С.Пушкин. В России тысячи больших и малых рек носят название «черная». Виной тому болота, из которых берут свое начало эти реки

В пресных водоемах окрашивание воды за счет развития водорослей проявляется чаще и интенсивнее. Массовое развитие водорослей вызывает явление «цветение» водоемов. В зависимости от состава фитопланктона вода окрашивается в различные цвета: от зеленых водорослей Eudorina, Pandorina, Volvox – в зеленый цвет; от диатомей Asterionella, Tabellaria, Fragilaria – желтовато-бурый цвет; от жгутиковых Dinobryon – в зеленоватый, Euglena – в зеленый, Synura – в коричневый, Trachelomonas – в желтовато-коричневый цвета; от динофитовых Ceratium – в желто-бурый цвет.

***

Открытый океан – это мир планктона. Огромные его пространства (от поверхности до максимальных глубин) населены массой живых существ. Однако планктонные организмы живут и развиваются не только в морях, но и в небольших объемах воды: к примеру, в вазе с цветами, в луже после дождя, в выброшенной консервной банке и др.

В поверхностных водах океана (а также в морях, озерах, реках, прудах и др.) в процессе фотосинтеза создается органическое вещество, которое затем многократно используется организмами, а остатки оседают на дно. Высвободившиеся биогенные элементы вновь попадают в поверхностные слои воды и включаются в новый биологический цикл. Этот грандиозный круговорот осуществляется благодаря функционированию планктонных организмов.

Океаническая область охватывает две основные крупные зоны – «пелагическую» и «бентическую». Первый термин происходит от греческого «pelagikos» (море) и употребляется для обозначения самой водной массы океана, второй – «benthos» (дно), – обозначает морское дно, простирающееся от уровня прилива у берега до самых больших океанических глубин.

Пелагическая область в свою очередь подразделяется на две основные зоны – прибрежную (неритическую, от имени морского бога прибрежья Нерея) и океаническую.

Океанический планктон или планктон открытого океана состоит главным образом из организмов, которые в своем развитии не зависят от близости берега и морского дна. Всю свою жизнь, включая также и период развития, проводят вне связи с твердым субстратом. В эту группу входит большая часть морского и пресноводного планктона. Прибрежный планктон наоборот представлен в основном видами, живущими у побережий, значительную часть которых составляют личинки донных организмов. К  ним относятся, например, личинки червей, иглокожих, моллюсков, донных ракообразных, отпочковавшиеся от полипов гидроидные медузы, а также многие живущие в прибрежной области организмы. Все они на начальных стадиях развития ведут планктонный образ жизни.

Многие группы бентосных организмов прикреплены к субстрату или обитают на нем. По сравнению с организмами планктона, они находятся в невыгодном положении, т.к. сравнительно медленно передвигаются с места на место. Планктонные организмы и их личинки разносятся течениями на большие расстояния, точно так же, как семена наземных растений разносятся ветром. Это позволяет им достаточно быстро завоевывать новые биотопы. У бентосных организмов эту функцию выполняют личинки, которые ведут планктонный образ жизни. Планктонные личинки часто по внешнему виду сильно отличаются  от своих родителей. Этот планктон составляет большую часть пассивно плавающих обитателей морей (особенно в прибрежье).

Течения, идущие на разных горизонтах океана в различных направлениях, разносят планктонные организмы на значительные расстояния. Это способствует расселению донных организмов на громадные пространства. Время их пребывания в толще воды достаточно велико. Так, личинки кораллов проводят в толще воды от 4 до 23 суток, личинки иглокожих – 30-60 суток, личинки донных ракообразных – около 30 суток. За это время личинки могут быть отнесены за десятки и даже сотни километров от мест обитания родителей и тем самым избегнут перенаселения. Найдя благоприятные условия, личинки оседают на дно, и продолжают дальнейшее развитие в форме бентосных организмов. Когда приближается время оседания, личинки «критически исследуют» дно. Если условия благоприятны, личинки оседают, а если нет – то какое-то время  продолжают плавать.

Организмы планктона (в основном крупные формы) активно плавают в толще воды, совершают вертикальные и горизонтальные миграции. В то же время они не способны противостоять движению воды (течениям, приливам, конвекционным токам и др.). Однако все же значительная часть планктона представлена парителями. Это в основном бактерии, микроскопические водоросли, фораминиферы, радиолярии и др.

Большую роль в планктоне играют мелкие виды ракообразных (копеподы – от греч. – нога, имеющая форму весла) и их личинки. Копеподы (они же веслоногие) играют огромную роль в жизни океана; являются наиболее многочисленными организмами планктона и представляют самые большие скопления белка в океане. Они являются основной пищей огромного числа морских животных – сардин, сельдей, китов и др. Их размеры варьируют от 0,5 до 12 мм.

В зависимости от географического положения и времени года веслоногие ракообразные составляют от 50 до 90% массы зоопланктона. Растительноядные веслоногие питаются в основном диатомовыми и другими водорослями. Наиболее хорошо изучено питание рачков рода Calanus, который является одним из наиболее массовых видов планктона. В теле копепод содержится 30-50% белков и 20-30% жиров, в связи с этим является прекрасным кормом для многих видов рыб. Численность копепод достигает огромных величин. К примеру, в Баренцовом море в районе Мурманска численность этого вида в отдельные годы достигает 30 экз./л.

Один из наиболее изученных видов копепод – это Calanus finmarchicus, один из наиболее массовых видов северной части Океана. В Северном море эти рачки являются основной пищей сельдей и макрелей. Самки Calanus finmarchicus выметывают свои яйца прямо в воду, где и происходит их развитие. Другие представители копепод (из родов Euchirella, Euchaeta, Oithona) носят яйца (до вылупления личинок) в мешковидных образованиях, прикрепленных к брюшку.

Большое значение в океане имеют крупные копеподы, размер которых превышает 1 мм, а также  ракообразные размером более 5 мм -  эвфаузииды. Их размер варьирует от нескольких миллиметров до 5 см.

В водах Антарктики распространены Euphausia superba, питающиеся фитопланктоном. Обычно эти организмы образуют огромные скопления, возле которых «пасутся» усатые киты, тюлени, рыбы, пингвины. Ежедневно один кит съедает до 1,5 тонн этих рачков. Норвежские китобои издавна называли эти скопления «крилем». Этот термин вошел во все языки и используется в научной литературе. По мнению специалистов «урожай» криля составляет от 100 до 500 млн. тонн в год, в то время как весь рыболовный флот всех стран добывает 60-65 млн. тонн морепродуктов или немногим более.

 

А.П.Садчиков,

профессор МГУ имени М.В.Ломоносова,

вице-президент МОИП

Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован