Адаптации глубоководных видов

Ультраабиссальные животные отличаются резко выраженным эндемизмом и древностью. Пищей им служат бактерии, а также «дождь трупов» и оседающий органический детрит. По этой причине все глубоководные животные – детритоеды и хищники. Они слепы или имеют очень развитые глаза, часто телеско­пические. У многих рыб и головоногих моллюсков есть органы свечения– фотофоры. У некоторых видов светит­ся или вся поверхность тела или ее участки. Окраска животных темная, при отсутствии пигментации тело беле­соватое. Скудные запасы пищи – причина малых разме­ров животных, а низкая температура и обилие углекис­лого газа – обызвествления скелетов и желеобразности тканей. Уплощенное тело не позволяет животному погружаться в ил, а длинные конечности – ходули, иглы и стебли удерживают его над дном. Среди глубоководных рыб имеются виды со специаль­ными приспособлениями для ловли добычи (например, рыбы-удильщики с отростками-приманками, снабжен­ными фотофорами). У некоторых рыб (мешкороты и боль­шероты) огромные пасти, часто с острыми, загнутыми вовнутрь длинными зубами (хаумюд и тактостом). Жи­воглоты, у которых стенки тела и желудок сильно растя­гиваются, способны заглатывать добычу, по размерам в 2–3 раза большую самих хищников. Интересно, что глубоководные удильщики, живущие на глубинах, где отсутствуют свет и какие-либо сезонные изменения, раз­множаются весной и летом. Абиссальные глубины еще мало изучены. Постоянство глубоководной океанической среды на протяжении дли­тельного геологического времени позволило выжить до­вольно большому количеству древнейших организмов, среди которых рыба латимерия, десятиногие раки, сте­бельчатые морские лилии.

4. Концепции биологической структуры океана. Жизнь в океане распространена довольно неравно­мерно. Впервые концепция биологической структуры океа­набыла сформулирована В. И. Вернадским в 1926 г. Согласно этой концепции, жизнь в океане сконцентри­рована в «пленках» – географических пограничных слоях различного масштаба. Причем ее максимальная концентрация («сгущение») приходится на районы сбли­жения многих пограничных слоев. По мнению ученого, лишь около 2% общей массы океана занято «сгущениями» жизни, а вся остальная содержит рассеянную жизнь. Он выделил четыре постоянных «скопления» жизни: две «пленки» – планктона и донную и два «сгущения» – при­брежное и саргассовое. Прибрежному «сгущению» жизни В. И. Вернадский придавал наибольшее значение, рас­сматривая его в качестве «области мощной химической активности». Позднее, когда интересы гидробиологии стали фокусироваться на первичной продуктивности и рыбопродуктивности верхнего слоя океана, концепция В. И. Вернадского относительно глобального распреде­ления жизни и ее биохимической активности в океане отошла на второй план.

В 40–50-е гг. Л. А. Зенкевичем была разработана другая концепция биологической структуры океана. В со­ответствии с ней все явления в биотической и абиотиче­ской средах распространяются в зависимости от положе­ния относительно трех плоскостей симметрии: одной эква­ториальной и двух меридиональных, проходящих через «середины» океанов и материков. Экваториальная плос­кость представляет собой плоскость широтной симметрии, по обе стороны от которой сменяют друг друга четыре зоны специфического температурного режима и связанных с ним биологических особенностей. Экваториальная зона, сравнительно богатая жизнью, сменяется двумя (по одной в северном и южном направлении) субтропическо-тропическими зонами биологического минимума, далее сле­дуют две зоны умеренных широт биологического мак­симума и две полярные зоны биологического минимума. Меридиональная симметрия выражается в возрастании биомассы планктона (в десятки раз) и бентоса, изменении видового состава организмов и их вертикального рас­пространения от середины океанов к шельфу и неритической зоне. Нарушения меридиональной симметрии (асимметрия) закономерны и связаны с наличием океани­ческих течений и других явлений в водной среде. Кон­цепция Л. А. Зенкевича подтвердила значение береговой границы раздела и прибрежного сгущения жизни.

Концепции биологической структуры океана, предло­женные В. И. Вернадским и Л. А. Зенкевичем, не исклю­чают, а дополняют друг друга. Первая из них, подчер­кивающая биохимическую активность организмов, ока­залась весьма важной в связи с загрязнением водной среды. Вторая больше ориентирована на изучение рас­пределения жизни в океанах, его видового разнообразия и биологической продуктивности. Жизнь в Мировом океане сконцентрирована около берегов, где наиболее благоприятны условия питания живых организмов. По сравнению с прибрежными водами и лиманами большая часть открытого океана представ­ляет собой «пустыню». Однако и в прибрежных районах жизнь распространена довольно неравномерно. Макси­мальная ее концентрация приурочена к коралловым ри­фам и эстуариям.

Зоны апвеллинга. Большую роль в распределении жизни в океане играет процесс, названный апвеллингом.Он происходит там, где ветры постоянно отгоняют поверхностную воду от крутого берегового склона. В результате на поверхность поднимается холодная глубинная вода, бога­тая биогенными элементами. Как правило, апвеллинги расположены у западных берегов континентов, которые нередко заняты пустынями. Образование пустынь свя­зано с тем, что ветры, формирующие апвеллинги, дуют большей частью с суши, унося влагу. Во многих случаях только частые морские туманы поддерживают развитие своеобразной растительности (вельвичия удивительная в пустыне Намиб).

В противоположность пустынным берегам зоны апвеллинга характеризуются колоссальными популяциями рыб и птиц и являются наиболее продуктивными океани­ческими областями. В коротких пищевых цепях, что также свойственно зонам апвеллинга, доминируют диатомовые водоросли и сельдевые рыбы. Большие популяции морских птиц на берегах и островах откладывают бесчисленные тонны гуано, богатого нитратом и фосфатом. Осадки на морском дне также содержат много фосфата и органических веществ. Изменение направления ветра, когда в бескислородной водной среде происходит «цве­тение» ядовитых водорослей динофлагеллат, вызывает массовую гибель рыбы. Наиболее часто подобные ка­тастрофы происходят в зоне перуанского апвеллинга.

Вопросы для повторения

1. Принципы биогеографического районирования Мирового океана.

2. Области Мирового океана

3. Ареалы морских животных и растений, реликты фауны.

4. Биологическая структура океана.

5. Адаптации глубоководных животных

6. Концепции биологической структуры океана.

ЛЕКЦИЯ 13

План

Биомы островов

1. Общая характеристика.

2. Биомы материковых островов.

3. Биомы океанических островов.

1. Общая характеристика. Биоты островов морей и океанов чрезвычайно раз­нообразны. Тесно связанные с условиями образования самих островов, они, однако, не имеют ни одной черты, которая была бы свойственна всем островам без исклю­чения.Разнообразие биоты острова зависит от его происхож­дения, возраста, размеров, удаленности от материка и свойственных ему природных условий.

По своему происхождению острова в морях и океанах подразделяются на две основные группы – материковые и океанические.

1. Материковые представляют собой отде­лившуюся в ту или иную геологическую эпоху часть континента. Они выступают над уровнем воды в пре­делах подводной окраины материков и сложены обычно коренными породами (Великобритания, Гренландия, Мадагаскар, Новая Зеландия, Новая Каледония, Гавай­ские и др.). Мелкие могут образовываться в результате аккумулятивной деятельности волн и прибоя.

2. Океани­ческие острова распространены в пределах ложа океанов и на срединно-океанических хребтах. К ним относятся коралловые (атоллы и рифы) и вулканические острова (Галапагосские, Кергелен, Маскаренские, Канарские, Пасхи и др.).

Между этими двумя группами островов, материковых и океанических, встречаются промежуточные формы – геосинклинальныеострова, или острова переходной зоны и островных дуг. Они отличаются наибольшим разнообра­зием природных условий и имеют более сложную структу­ру ландшафтов — от равнинных до горных территорий. Как правило, все геосинклинальные острова формируются в архипелаги или образуют островные дуги (Большие Зондские, Филиппинские, Японские и др.).

По сложности экосистем острова могут быть низкими, включая биогенные (атоллы, рифы и мангровые) и шельфовые, и высокими (вулканические, геосинклиналь­ные и материкового склона, или шельфовые). Высокие острова, в свою очередь, могут иметь слабо или хорошо выраженную высотную поясность.

Условия для формирования биоты на материковых и океанических островах совершенно различны.

1.Матери­ковые острова отделились от континентов с тем видовым разнообразием растительного покрова и животного насе­ления, которое было присуще этому участку континента.

2.Океанические острова заселялись только организмами, способными преодолеть большие водные пространства. В первом случае тип формирования биоты может быть определен как реликтовый, во втором –как иммигра­ционный.

2. Биомы материковых островов.На островах материкового происхождения биота со временем постепеннсо обедняется за счет вымирания части форм и даже видов. Вымирание вида можно объяснить его малой численностью в момент отделения острова от материка, не обеспечивающей длительное существование в условиях изоляции. Причем гибель видов, унаследо­ванных островом, не компенсируется появлением иммиг­рантов, которые попадают на остров, как правило, в ограниченном числе особей и не всегда выживают.

О постепенном вымирании видов на островах можно судить по тому, что небольшие по площади острова материкового происхождения в отличие от крупных имеют почти чисто океаническую фауну. Так, среди островов Пирл на большом острове Рей обитают около 1/3 континентальных видов, а на маленьком острове Кондатора – лишь 1/10 (Воронов, 1987). Если два острова разной величины одновременно отделились от материка, то исходная биота может почти полностью сохраниться на большем из них и полностью или частично исчезнуть на меньшем.