Plante din rezervoarele noastre: fitoplancton
Fitoplanctonul sunt alge microscopice care „plutesc” liber în coloana de apă. Pentru a trăi în această stare, în timpul procesului de evoluție, au dezvoltat o serie de adaptări care ajută la reducerea densității relative a celulelor (acumularea de incluziuni, formarea bulelor de gaz) și la creșterea frecării acestora (procese de diferite forme, excrescențe).
Fitoplanctonul de apă dulce este reprezentat în principal de alge verzi, albastru-verzi, diatomee, pirofite, aurii și euglene.
Dezvoltarea comunităților de fitoplancton are loc cu o anumită periodicitate și depinde de diverși factori. De exemplu, creșterea biomasei de microalge până la un anumit punct are loc proporțional cu cantitatea de lumină absorbită. Algele verzi și albastru-verde se reproduc cel mai intens la iluminare de 24 de ore, în timp ce diatomeele se reproduc cel mai intens în fotoperioade mai scurte. Începutul sezonului de creștere a fitoplanctonului în martie-aprilie este în mare parte asociat cu o creștere a temperaturii apei. Diatomeele au o temperatură optimă scăzută, în timp ce verdele și albastru-verde au un optim mai mare. Prin urmare, primăvara și toamna, când temperaturile apei variază între 4 și 15 grade, diatomeele domină în corpurile de apă. O creștere a turbidității apei cauzată de suspensiile minerale reduce intensitatea dezvoltării fitoplanctonului, în special a celor albastru-verzui. Diatomeele și algele protococice sunt mai puțin sensibile la creșterea turbidității apei. În apa bogată în nitrați, fosfați și silicați se dezvoltă în principal diatomeele, în timp ce cele verzi și albastru-verde sunt mai puțin pretențioase în ceea ce privește conținutul acestor nutrienți.
Compoziția speciilor și abundența fitoplanctonului sunt, de asemenea, influențate de produșii metabolici ai algelor înseși, prin urmare, așa cum se menționează în literatura științifică, există relații antagonice între unele dintre ele.
Dintre varietatea de specii de fitoplancton de apă dulce, diatomeele, algele verzi și albastru-verzi sunt cele mai numeroase și mai ales valoroase pentru hrană.
Celulele diatomeelor sunt echipate cu o înveliș bicuspidian din silice. Ciorchinii lor se disting printr-o culoare caracteristică maro-gălbui. Aceste microfite joacă un rol important în nutriția zooplanctonului, dar datorită conținutului scăzut de materie organică valoarea lor nutritivă nu este la fel de semnificativă precum, de exemplu, algele protococice.
O trăsătură distinctivă a algelor verzi este culoarea verde tipică. Celulele lor, care conțin un nucleu și un cromatofor, variază ca formă și sunt adesea echipate cu țepi și peri. Unii au ochi roșii (stigmat). Printre reprezentanții acestui departament, algele protococice sunt obiecte de cultură în masă (Chlorella, Scenedesmus, Ankistrodesmus). Celulele lor au dimensiuni microscopice și sunt ușor accesibile organismelor acvatice care se hrănesc prin filtrare. Conținutul caloric al substanței uscate a acestor alge este aproape de 7 kcal/g. Conțin o mulțime de grăsimi, carbohidrați și vitamine.
Celulele algelor albastre-verzi nu au cromatofori sau nuclei și sunt colorate uniform în albastru-verde. Uneori, culoarea lor poate lua violet, roz și alte nuanțe. Conținutul caloric al substanței uscate ajunge la 5,4 kcal/g. Proteina este completă în compoziția de aminoacizi, dar datorită solubilității sale scăzute este inaccesibilă peștilor.
Fitoplanctonul joacă un rol cheie în crearea aprovizionării naturale cu hrană a rezervoarelor. Microfitele ca producători primari, asimilând compuși anorganici, sintetizează substanțe organice care sunt utilizate de zooplancton (consumator primar) și pești (consumator secundar). Structura zooplanctonului depinde în mare măsură de raportul dintre formele mari și mici din fitoplancton.
Unul dintre factorii care limitează dezvoltarea microfitelor este conținutul de azot solubil (în principal amoniu) și fosfor din apă. Pentru iazuri, norma optimă este de 2 mg N/l și 0,5 mg P/l. O creștere a biomasei fitoplanctonului este facilitată de aplicarea fracționată a 1 c/ha de azot-fosfor și îngrășăminte organice pe sezon.
Potențialul de producție al algelor este destul de mare. Folosind o tehnologie adecvată, de la 1 hectar de suprafață de apă pot fi obținute până la 100 de tone de substanță uscată de chlorella.
Cultivarea industrială a algelor constă dintr-un număr de etape succesive folosind diferite tipuri de reactoare (cultivatoare) în medii lichide. Randamentul mediu de alge, conform VNIIPRKh, variază de la 2 la 18,5 g de substanță uscată la 1 m2 pe zi.
O măsură a productivității fitoplanctonului este rata de formare a materiei organice în timpul fotosintezei. Algele sunt principala sursă de producție primară. Producția primară este cantitatea de materie organică sintetizată de organismele eutrofice pe unitatea de timp, de obicei exprimată în kcal/m pe zi.
Phytoplakton determină cel mai precis nivelul trofic al unui rezervor. De exemplu, apele oligotrofe și mezotrofe se caracterizează printr-un raport scăzut între abundența fitoplanctonului și biomasa sa, în timp ce apele hipertrofice sunt caracterizate printr-un raport ridicat. Biomasa fitoplanctonului din rezervoarele hipertrofice este mai mare de 400 mg/l, în cele eutrofice - 40,1-400 mg/l, în cele distrofice - 0,5-1 mg/l.
Eutrofizarea antropogenă - saturația crescută a unui rezervor cu substanțe nutritive - este una dintre problemele stringente. Gradul de activitate al proceselor biologice într-un rezervor, precum și gradul de intoxicație a acestuia, pot fi determinate folosind organisme fitoplanctonice - indicatori de saprobitate. Există rezervoare poli-, mezo- și oligosaprobice. Conform sistemului clasic de organisme indicator create de Kolkwitz și Marsson, Euglena viridis poate fi clasificată ca polisaprobion, Chlorella vulgaris ca alfa-mezoaprobion și Synura uvella ca oligoaprobion. Întrucât metodele de control hidrobiologic al calității apei sunt în mod constant îmbunătățite, lista organismelor indicator de saprobitate se extinde și se rafinează.
Eutrofizarea crescută sau acumularea excesivă de materie organică într-un rezervor este strâns legată de procesele de fotosinteză crescute în fitoplancton. Dezvoltarea masivă a algelor duce la o deteriorare a calității apei și la „înflorirea acesteia”.
Înflorire - nr fenomen natural, se prepară pe o perioadă destul de lungă de timp, uneori două sau mai multe sezoane de vegetație. Condițiile preliminare pentru o creștere bruscă a numărului de fitoplancton sunt prezența algelor în rezervor și capacitatea acestora de a se reproduce în condiții favorabile. Dezvoltarea diatomeelor, de exemplu, depinde în mare măsură de conținutul de fier din apă; factorul limitator pentru algele verzi este azotul, iar pentru algele albastre-verzi - manganul. Înflorirea apei este considerată slabă dacă biomasa fitoplanctonului este în intervalul 0,5-0,9 mg/l, moderată - 1-9,9 mg/l, intensă - 10-99,9 mg/l, iar cu hiper-înflorire depășește 100 mg/l .
Metodele de combatere a acestui fenomen nu sunt încă atât de avansate încât problema să poată fi considerată complet rezolvată. Dintre măsurile hidrologice, cele mai frecvent utilizate și sigure sunt creșterea debitului și aerarea artificială a rezervorului.
Derivații de carbamide - diuron și monuron - sunt utilizați ca algicide (agenți chimici de combatere a înfloririi) în doze de 0,1-2 mg/l. Pentru curățarea temporară a zonelor individuale ale rezervoarelor, se adaugă sulfat de aluminiu. Cu toate acestea, ar trebui să recurgeți la pesticide cu prudență, deoarece acestea sunt potențial periculoase nu numai pentru organismele acvatice, ci și pentru oameni.
În ultimii ani, peștii erbivori au fost folosiți pe scară largă în aceste scopuri. Asa de, crap argintiu consumă tipuri diferite alge protococice, euglenoide, diatomee. Albastru-verde, producătoare dezvoltare în masă metaboliții toxici sunt absorbiți mai puțin ușor de către aceștia, dar pot constitui o proporție semnificativă în dieta exemplarelor adulte din acest pește. Fitoplanctonul este, de asemenea, consumat cu ușurință de tilapia, crapul argintiu, crapul cu cap mare și, atunci când există o lipsă de hrană de bază - peștele alb, bivolul cu gura mare și peștele cu vâsle.
Într-o anumită măsură, macrofitele pot limita și intensitatea înfloririi apei. Pe lângă faptul că eliberează în apă substanțe dăunătoare pentru fitoplancton, ele umbră suprafața zonelor din apropiere, împiedicând fotosinteza.
Atunci când se calculează aprovizionarea cu alimente a unui rezervor și producția de fitoplancton, este necesar să se determine compoziția speciei, numărul de celule și biomasa algelor pe baza conținutului într-un anumit volum de apă (0,5 sau 1 l).
Tehnica de prelucrare a probei include mai multe etape (fixare, concentrare, reducere la un volum dat). Există mulți fixativi diferiți, dar cel mai frecvent utilizat este formalina (2-4 ml dintr-o soluție de formol 40% la 100 ml de apă). Celulele de alge sunt lăsate să se stabilească timp de două săptămâni (dacă volumul probei este mai mic de 1 litru, perioada de sedimentare este scurtată în mod corespunzător). Apoi, stratul superior de apă decantată este îndepărtat cu grijă, lăsând 30-80 ml pentru lucrul ulterioar.
Celulele fitoplanctonului se numără în porții mici (0,05 sau 0,1 ml), apoi se determină conținutul lor în 1 litru pe baza rezultatelor obținute. Dacă numărul de celule ale unui anumit tip de alge depășește 40% din acestea numărul total, atunci această specie este considerată dominantă.
Determinarea biomasei fitoplanctonului este un proces intensiv de muncă și consumator de timp. În practică, pentru a facilita calculele, se acceptă convențional că masa a 1 milion de celule de fitoplancton de apă dulce este aproximativ egală cu 1 mg. Există și alte metode exprese. Având în vedere rolul mare al fitoplanctonului în ecosistemul rezervoarelor, în formarea productivității acestora, este necesar ca toți piscicultorii, de la oameni de știință până la practicieni, să stăpânească aceste metode.
S. Yudin
Plancton
Planctonul include o mare varietate de organisme. Unele dintre ele sunt forme larvare ale speciilor bentonice, în timp ce altele au un ciclu de viață care se desfășoară în întregime în coloana de apă, departe de substratul solid. O parte a planctonului este reprezentată de alge unicelulare capabile de fotosinteză, adică. transformând dioxidul de carbon și apa în zaharuri simple și oxigen liber. Deoarece fotosinteza necesită lumină, majoritatea acestor organisme sunt concentrate în stratul superior de apă.
Algele planctonice aparțin mai multor grupe taxonomice mari, dintre care principalele sunt diatomeele (diatomeele) și dinoflagelatele. Celulele primei sunt acoperite cu o înveliș de silice. În unele locuri există atât de multe diatomee încât rămășițele lor moarte, așezându-se pe fund, formează exugurări speciale de diatomee, care de-a lungul a milioane de ani s-au transformat în unele locuri în straturi groase de rocă - diatomit.
Fitoplancton
Diatomeele, dinoflagelatele și alte alge planctonice formează împreună fitoplanctonul. Ca și alte organisme capabile să se transforme substante anorganice la organic, adică în propria lor hrană, ei sunt numiți autotrofi, care tradus din greacă înseamnă „auto-hrănire”. Împreună cu alți autotrofe, de exemplu plantele terestre, aceștia sunt combinați într-un grup ecologic de producători, deoarece sunt prima verigă a diferitelor lanțuri alimentare.
Înflorirea algelor. În multe mări, mai ales temperate zona climatica, in anumite anotimpuri, de obicei iarna, apa este imbogatita cu saruri minerale necesare reproducerii fitoplanctonului. Când apa se încălzește primăvara, algele microscopice încep să se dividă rapid, crescându-și numărul exploziv, iar marea devine tulbure și uneori chiar capătă o culoare neobișnuită pentru ea. Acest fenomen se numește înflorirea de alge a apei. De obicei scade și se oprește pe măsură ce rezervele de săruri necesare sunt epuizate: organismele fitoplanctonului mor în masă și sunt mâncate de zooplancton până când se stabilește din nou un echilibru temporar al populației.
Marea roșie. De obicei, înflorirea algelor este însoțită de o creștere a numărului de zooplancton, care, hrănindu-se cu fitoplancton, inhibă într-o anumită măsură creșterea masei sale. Cu toate acestea, uneori crește atât de repede încât procesul scapă de sub control. Acest lucru este observat mai ales în timpul reproducerii rapide a uneia dintre speciile de dinoflagelate. Apa de mare din largul coastei capătă culoarea și consistența supei de roșii - de unde și numele „marea roșie”. Principalul lucru este că algele „înflorite” conțin o toxină care este periculoasă pentru mulți pești și crustacee. Marea roșie din Florida, Africa și alte regiuni au ucis multe sute de mii de aceste animale.
Intoxicatia cu crustacee. Unele tipuri de fitoplancton conțin agent nervos. Bivalvele, în special midiile, se hrănesc cu fitoplancton, deci în anumite anotimpuri, de obicei luni calde, ei mănâncă, de asemenea, cantități uriașe de alge toxice „înflorite”, acumulându-și otrava în țesuturi fără a se răni vizibil. Cu toate acestea, consumul de astfel de crustacee poate provoca otrăviri severe.
Productivitate. Fitoplanctonul se reproduce activ în principal în apele de coastă, iar cu cât este mai departe de coastă, cu atât productivitatea sa este mai mică. De aceea, în oceanul deschis, în special la tropice, apa este foarte limpede și albastră, în timp ce în largul coastei, în special în zona temperată, este adesea gălbuie, verzuie sau maro.
O creștere bruscă a concentrației de săruri minerale dizolvate în apă, necesară dezvoltării fitoplanctonului, este asociată cu curenții care ridică aceste substanțe din straturile inferioare sau le scot din estuare, unde multe rămășițe de organisme moarte, mineralizate de bacterii, acumula. În unele zone ale oceanului există așa-numitele. Creșterile de apă, sau surplusurile, sunt curenți deosebiti care transportă apa rece a oceanului, bogată în elemente nutritive (biogene), de la adâncimi enorme până la apele de mică adâncime de coastă. Zonele de upwelling sunt asociate cu o productivitate ridicată a fito- și zooplanctonului și, prin urmare, atrag un număr mare de pești.
Zooplancton
Algele planctonice care se divide continuu sunt consumate cu nu mai puțină intensitate de zooplancton, care își menține numărul la un nivel aproximativ constant. Animalele planctonice includ în principal crustacee mici, meduze și larvele a mii de specii de alte animale marine. Zooplanctonul reprezintă majoritatea tipurilor taxonomice de nevertebrate.
Bioindicatori. Ca și animalele bentonice, formele zooplanctonice pot exista doar la anumite niveluri de temperatură, salinitate, lumină și viteza apei. Cerințele unora dintre ele pentru condițiile de mediu sunt atât de specifice încât prezența acestor organisme poate fi folosită pentru a judeca caracteristicile mediului marin în ansamblu. Astfel de organisme sunt de obicei numite bioindicatori.
Deși majoritatea formelor de zooplancton sunt capabile de mișcare activă într-o oarecare măsură, în general aceste animale derivă pasiv cu curentul. Cu toate acestea, mulți dintre ei fac și migrații verticale zilnice, uneori pe distanțe de câteva sute de metri, ca răspuns la schimbările zilnice de iluminare. Unele specii sunt adaptate la viața în stratul apropiat de suprafață, unde iluminarea se modifică ciclic, în timp ce altele preferă crepuscul mai mult sau mai puțin constant, care se găsește în în timpul zilei la adâncimi mari.
Strat de împrăștiere la adâncime. Multe animale planctonice formează agregații dense la adâncimi medii. Astfel de grupuri au fost identificate pentru prima dată de instrumente de măsurare a adâncimii - sondele eco: trimise de ei unde sonore, clar neatingând fundul, au fost împrăștiați de vreun obstacol. Aici a apărut termenul de strat de împrăștiere în apă adâncă (DSL). Prezența sa indică faptul că un număr mare de organisme pot trăi departe de producătorii de fitoplancton.
Zooplanctonul, urmând fitoplanctonul, se concentrează în zonele bogate în nutrienți de amonte de coastă. Numărul crescut de animale marine de aici este, fără îndoială, o consecință a proliferării active a algelor.
Nekton
Nekton este un grup de organisme care înoată activ, care pot rezista forței curenților și se deplasează pe distanțe lungi. N. includ pești, calmari, cetacee, pinipede, șerpi de apă, țestoase și pinguini. Animalele nectonice se caracterizează printr-o formă a corpului raționalizată și organe de mișcare bine dezvoltate. N. este în contrast cu planctonul; O poziție intermediară între ele este ocupată de micronekton, reprezentat de animale capabile de mișcări active limitate: puieți și specii mici de pești și calmari, creveți mari, crustacee euphausiene etc.
Reprezentanții grupului necton trăiesc în coloana de apă și se pot deplasa independent de curent. Acestea includ acarienul de apă. În general, toți acarienii de apă se disting prin culorile lor frumoase, adesea pestrițe sau strălucitoare. Corpul de acarieni de apă este scurtat, nu segmentat, capul, pieptul și abdomenul sunt fuzionate. La marginea extremă a capătului capului se află ochi localizați în perechi, închiși în capsule chitinoase. Picioarele acarienilor de apă înoată, acoperite cu numeroși fire de păr.
Plancton
Plancton - (din grecescul πλανκτον - rătăcitor) un ansamblu de organisme care trăiesc în grosimea apei mării și nu pot rezista că sunt purtate de curent. Planctonul este format din multe bacterii, diatomee și alte alge (fitoplancton), protozoare, unele celenterate, moluște, crustacee, tunicate, ouă și larve de pești și larve ale multor animale nevertebrate (zooplancton). Planctonul, direct sau prin verigi intermediare din lanțurile trofice, servește drept hrană pentru toate celelalte animale care trăiesc în corpurile de apă.
Termenul de plancton a fost inventat pentru prima dată de oceanograful german Victor Hensen la sfârșitul anilor 1880.
Planctonul este o masă de plante și animale microscopice care nu sunt capabile de mișcare independentă și trăiesc în straturi de apă aproape de suprafață, bine luminate, unde formează „zone de hrănire” plutitoare pentru animalele mai mari.
Dinophysis caudata, un mare reprezentant al fitoplanctonului Mării Negre, își întinde pânzele și se înalță în coloana de apă.
Organismele planctonice fotosintetice ale plantelor necesită lumina soarelui și locuiesc în apele de suprafață, în principal până la o adâncime de 50-100 m. Bacteriile și zooplanctonul locuiesc în întreaga coloană de apă până la adâncimi maxime.
Organismele planctonice au multe moduri de a-și încetini coborârea. De exemplu, căi diferite crește suprafața lor - se transformă în parașute. De exemplu, algele - flagelate blindate din genul Dinophysis au mai multe pânze pentru a se înălța în apă (dar Dinophysis are și o pereche de flageli pentru mișcare). Celulele de diatomee din genul Chaetoceros au patru peri lungi - cheetes, care își măresc suprafața.
Același chaetoceros demonstrează o altă modalitate de a crește vântul - formarea de colonii în lanț prin divizarea celulelor. Acest lucru este caracteristic multor alge și bacterii planctonice. Și un alt chaetoceros, Chaetoceros socialis, formează colonii în bile de mucus secretate de celulele sale.
Multe organisme planctonice reușesc nu numai să evite înecul, ci și să determine singure la ce adâncime este mai bine pentru ele. Cianobacteriile marine au bule speciale în celulele lor - vacuole de gaz. Ele ies sau merg mai adânc, reglând volumul vacuolelor de gaz. Dinoflagelatele de alge unicelulare sunt, de asemenea, capabile să se scufunde și să apară, într-un mod care nu a fost încă studiat pe deplin.
Majoritatea plancterelor au capacitatea de a se mișca activ pentru a regla adâncimea scufundării lor. Crustacee - vâslă cu picioarele de vâsle și antene lungi, larve de pești - știu deja să înoate puțin, ciliați, larve de viermi și moluște - au cili pentru mișcare, multe alge plancton - se mișcă cu ajutorul flagelilor; meduzele înoată, contractând cupola și împingând apa de sub ea, ctenoforele se îndreaptă cu mii de plăci de vâsle, formate din cili, la fel ca și ale ciliatelor.
Și, desigur, capacitatea de mișcare este necesară pentru animalele și plantele planctonice, astfel încât o pradă microscopică să poată evita un prădător microscopic și invers, astfel încât un prădător să-și poată apuca prada.
Nu tot planctonul este invizibil. Meduzele mari și ctenoforele sunt, de asemenea, plancton. Ei pot înota - dar atât de încet încât curenții le controlează complet destinul. Uneori, un număr nenumărat dintre ei se spală pe țărm - acest lucru este diferit în Marea Neagră, unde proporția de plancton galben este mare (adesea mai mult de 90% din masa totală a zooplanctonului din zona de coastă.
Planctonul gălbui al coastei Crimeei a Mării Negre: meduze Aurelia aurita și ctenofori Mnemiopsis leidyi
Puține alte plăci pot fi văzute cu ochiul liber. De exemplu, prădători rapizi cu un corp alungit transparent - arcașul de mare sagitta; viermi poliheți planctonici - se remarcă mai ales când formează ciorchini în perioada de împerechere; sau această larvă de cinci milimetri a unui câine, care arată ca un papagal multicolor - este deja destul de mare și în curând va arăta ca un pește adult.
Larva Blenny
Marea majoritate a speciilor de plancton, toată diversitatea sa gigantică, sunt creaturi atât de mici încât nu le putem vedea. Sunt în fiecare picătură de apă de mare în care ne scufundăm, înotăm și care zboară spre țărm ca stropii de valuri.
Reprezentanți comuni ai planctonului de vară al Mării Negre: meduze hidroide Sarsia, copepode Oithona; dinoflagelate mari de alge unicelulare Dinoflagellata, asemănătoare săbiilor curbate - Ceratium fusus; mici, ca monedele de aur, algele dinofite Prorocentrum sp. - unele dintre ele sunt înghițite de o meduză - sunt deja în interiorul cupolei Sarsia
În câmpul microscopului vedem alge unicelulare - fitoplancton, iar aici vedem zooplancton care le mănâncă - mici crustacee, meduze hidroide, larve de pești și nevertebrate...
Fitoplancton
Fitoplanctonul sunt organisme fotosintetice care trăiesc în coloana de apă; adică alge unicelulare și bacterii fotosintetice. Sunt o mulțime. La sfârșitul verii - începutul toamnei - perioada celei mai calde ape și perioada de glorie a planctonului, în largul coastei caucaziene a Mării Negre, în 1 litru de apă la suprafață, există de obicei de la zece mii la zece milioane de fitoplancton celule. Întrucât sunt foarte mici, de la câțiva microni la fracții de milimetru, acest număr uriaș dintre ele corespunde unei greutăți foarte nesemnificative: 1 milion de celule din fitoplanctonul Mării Negre cântăresc doar o jumătate de gram.
În partea de vest a mării, bine fertilizată de râuri, în special de Dunăre, poate fi de zece sau de o sută de ori mai mult fitoplancton. Dacă adunăm întreaga masă de fitoplancton situată în Marea Neagră într-una dintre zilele obișnuite de august, atunci în acest caz vom obține o cifră astronomică - aproximativ șase milioane de tone! Numărul este unul greu de imaginat, corelat cu ceva familiar - și nu este necesar să faceți acest lucru; Dar această valoare va ajuta la înțelegerea rolului algelor fitoplanctonului unicelular în viața mării: acest rol este cel principal. Ecologia Mării Negre este, în primul rând, ecologia planctonului.
Și așa - nu numai în Marea Neagră - în Ocean în general.
Când menționăm plante marine, de obicei ne gândim la alge multicelulare, asemănătoare tufișului; dar amintiți-vă - cresc doar în apropierea țărmului, pentru că trebuie să câștige un punct de sprijin în partea de jos și, pe de altă parte, au nevoie de lumină. Prin urmare, algele macrofite - diverse și frumoase, populează versantul subacvatic doar la adâncimi de 40-50 de metri în Marea Neagră, până la 100 de metri în mări cu apă mai limpede.
Și fitoplanctonul microscopic trăiește în toată marea, în zona sa iluminată, fotică - până la 100 de metri în adâncime. În plus, algele microscopice pot crește și se pot reproduce foarte repede - unele specii își pot dubla biomasa într-o zi! Prin urmare, ele sunt principala vegetație marină, baza vieții în mare: prind lumina soarelui, transformă apa, dioxidul de carbon și sărurile apei de mare în materia lor vie - cresc.
În limbajul ecologiei, acest proces se numește producție primară. Zooplanctonul mănâncă fitoplancton - și, de asemenea, crește și se reproduce, acesta este un produs secundar. Și apoi vine rândul reducerii - descompunerea: tot ceea ce se naște și trăiește - moare, iar rămășițele tuturor plancterelor și, în general, toată viața din mare - merg la bacteriile care locuiesc în coloana de apă. Bacterioplanctonul descompune aceste resturi, readucerea substanței într-o stare anorganică.
Acesta este ciclul substanțelor din mare.
Colonii de cianobacterii planctonice la microscop electronic
Fitoplanctonul include nu numai alge, ci și bacterii fotosintetice planctonice. Acestea sunt cianobacteriile (au fost numite anterior alge albastre-verzi, dar acestea sunt bacterii reale - procariote - celulele lor nu au nuclee).
În Marea Neagră se găsesc în principal în apele de coastă, în special în zonele desalinizate - în apropierea gurilor de vărsare ale râurilor, sunt multe dintre ele în Marea Azov desalinizată și suprafertilizată; multe cianobacterii produc toxine.
Toate plantele planctonice sunt unicelulare, există atât de mulți prădători rapizi și ageri care înoată în jurul lor - cum reușesc să supraviețuiască? Răspunsul la această întrebare este următorul: nu este posibil să supraviețuiești, dar este posibil să prelungești existența.
În primul rând, majoritatea plantelor de plancton sunt mobile: au flageli, unele au unul, altele au o pereche, iar prazinofitele verzi ale Prasinophyceae au până la patru (sau chiar opt!) și se mișcă în felul lor. lume mica- nu mai puțin rapid decât cele mai simple animale.
În al doilea rând, multe alge planctonice au un schelet extern - o coajă. Va proteja împotriva ciliaților mici, dar va fi inutil împotriva fălcilor larvelor mari de raci. Ceraciul, de exemplu, este atât de mare - până la 400 de microni, coaja sa este atât de puternică încât aproape niciunul dintre zooplancteri nu îl poate descurca, dar și peștii planctivori îl vor mânca.
Fitoplanctonul Mării Negre cuprinde cel puțin șase sute de specii; vom acorda atenție celor care sunt cele mai importante în viața mării, sau sunt pur și simplu interesante; Mai multă atenție se acordă celor care pot fi văzuți cu un microscop obișnuit. Printre aceștia se numără reprezentanți ai următoarelor grupuri de alge:
Dinoflagelate, clasa Dinophyceae - flagelate blindate (greacă). Alături de diatomee, aceste alge mari sunt clar vizibile la microscop chiar și la mărire mică. Dinoflagelatele au 2 flageli localizați în șanțurile cochiliei: un flagel se bucle în jurul corpului, celălalt este îndreptat înainte. Acești flageli sunt răsuciți ca un tirbușon și funcționează ca niște elice: ca urmare, celula de alge se rotește în jurul axei sale și, în același timp, plutește înainte - într-o spirală, înșurubat în apă.
Ceratium tripos este unul dintre cele mai mari dinoflagelate
Flagelii sunt foarte subțiri și nu pot fi văzuți la microscop, dar șanțurile în care se rotesc sunt vizibile. Coaja dinoflagelatelor - teca - este construita din substante organice, printre care predomina celuloza, si este compusa din multe placi care protejeaza celula. Cu toate acestea, există multe dinoflagelate mici care se descurcă fără o tecă rigidă - majoritatea aparțin genului Gymnodinium. Formele de dinoflagelate pot fi foarte bizare - doar uită-te la tipuri diferite ceracii și dinofize. Iată mai multe alge dinofite, comune în planctonul de vară al Mării Negre, ele sunt ușor de văzut chiar și prin cel mai simplu microscop: Prorocentrum micans, Ceratium furca (furca, în latină - furculiță, uită-te la forma acestei alge), mici. Scrippsiella trochoidea și goniolax răsucit Gonyaulax spinifera - în teca sa sculptată sunt vizibile clar șanțurile în care sunt plasați flagelii.
Ceratium furca, protoperidiniu mare deasupra
|
Prorocentrum micans |
Scrippiella trochoidea |
Gonyaulax spinifera |
Când vremea rece se instalează, multe dinoflagelate își schimbă forma, dezvoltă un perete gros și cad la fund. Este nevoie de un perete gros pentru a-l proteja de mâncare, iar goniolaxul se înconjoară și cu spini. Uneori, curenții ridică chisturile de la fund și, dacă se dovedește că deja s-a cald, o celulă normală de alge iese din această înveliș și își începe viața normală planctonic. Am văzut un astfel de moment când dinoflagelatele au apărut din chisturi în februarie 2002 în Utrish, lângă Anapa. Învelișul chistului este deja ca o peliculă subțire, se rupe și o celulă tânără iese din el; coaja sa nu a devenit încă tare.
Chist Gonyaulax
Dinoflagelatele, pe lângă alte caracteristici interesante, sunt, de asemenea, neobișnuite prin faptul că multe dintre ele se pot hrăni ca animalele - materie organică dizolvată sau chiar capta particule de materie organică din mediu - fagocitoză, precum protozoare. Unii își păstrează capacitatea de a fotosintetiza, acestea se numesc mixotrofi; acestea sunt, de exemplu, specii din genul Ceratium. Și unele dinoflagelate au pierdut plastide și au devenit adevărate heterotrofe - Dinophysis, Protoperidinium. Dinoflagelate uriașe, de până la un milimetru și jumătate în diametru, din genul Noctiluca sp. Ele sunt chiar clasificate ca zooplancton. Dimensiunea sa îi permite să mănânce nu numai alge unicelulare, ci și larve de animale.
Protoperidinium granii
Unii chiar au dezvoltat ceva ca o gură și un faringe care se întorceau spre exterior. Acest protoperidinium Protoperidinium granii stă cu picioarele pe victimă, un faringe iese între picioare - și captează și atrage o celulă mai mică în interiorul său. Un adevărat prădător.
Deci, după legăturile de familie, sunt alge, dar după stilul lor de viață, nișa ecologică, sunt animale. Dar alte dinoflagelate heterorofice, de exemplu, specii din genurile Protoperidinium, Dinophysis - din obișnuință, sunt încă incluse de mulți ecologisti în calculele celulelor fitoplanctonului.
Dinoflagelatele apar în Marea Neagră primăvara. Dinoflagelatele sunt cele mai abundente în perioada de vârf din august-septembrie a vieții fitoplanctonului, iar la sfârșitul toamnei aproape că dispar.
Achnantes brevipes
Diatomee, diatomee, clasa Bacillariophyceae - aceste alge au o coajă grea de siliciu din două jumătăți (diatom, în greacă - formată din două părți). O jumătate este cutia în care se află cușca, cealaltă jumătate este capacul. Când diatomeele se divid, cele două jumătăți ale scheletului sunt împărțite între celulele fiice. Iată o colonie de ahnante de diatomee fotografiată din lateral; acestea sunt celule mari și puteți vedea unde au cutii și unde au capace. Apropo, Achnantes este o specie care trăiește pe fundul sau pe suprafața algelor mari. Dar curenții și valurile îl duc adesea în coloana de apă - în comunitatea de plancton.
Există mai multe diatomee bentonice care plutesc constant în planctonul de coastă: Lycmophora grațios, Grammatophora marine, Pleurosigma oblongata și Thalassionema de coastă.
Cele mai frecvente diatomee din mare sunt chaetoceros - genul Chaetoceros, care în greacă înseamnă sprins. Ele pot fi găsite în orice parte a oceanelor lumii și în aproape orice perioadă a anului. Acestea sunt lanțuri de colonii de celule, din fiecare dintre colțurile cărora se extinde o seta-chaete lungă și ascuțită. Chaetoceros curvisetus este cea mai comună specie a acestui gen în Marea Neagră și nu numai aici - este un cosmopolit de succes.
Setae sunt protecția chaetoceros, sunt cruzi și armă puternică, chiar și împotriva animalelor mari. Sunt cunoscute cazuri de moarte în masă a peștilor ale căror branhii au fost perforate de perii de chaetoceros. În timp ce studiam nutriția midii din Marea Neagră, am descoperit că atunci când există o mulțime de cheetoceros în plancton, aceste moluște filtrante încetează să mănânce cu totul și își închid valvele pentru a nu deteriora țesuturile delicate cu spinii diatomeelor. .
Diatomelor, în armura lor grea de siliciu, le este greu să nu se înece. Nu au flageli pentru mișcare. Au o singură modalitate de a-și încetini coborârea - o suprafață celulară crescută. Excrescențele cochiliei sunt de obicei folosite în acest scop - perii lungi și spinoși sunt necesari de către chaetoceros nu numai pentru protecție, ci ajută și să se înalțe în apă. Folosind exemplul lui Chaetoceros, vedem o altă modalitate de a mări suprafața - formarea de colonii în lanț - zeci de celule plutesc, legate între ele. Unul dintre ei s-a divizat - și mai era o celulă în colonie. De asemenea, crește suprafața și o colonie asemănătoare unei scări a diatomeei Hemiaulus hauckii.
Pseudonitzschia formează și colonii: celulele acelor sunt legate în fire lungi. Pseudonitzschia este un exemplu tipic de specie oportunistă - este capabilă să producă un focar de numere foarte rapid și la scară largă, în cel mai aparent conditii nefavorabile- de exemplu, în mijlocul iernii, sau în timpul depresiunii verii a comunității fitoplanctonului. Dar nu are concurenți: folosind un minim de resurse, această minusculă diatomee, de 1-2 microni grosime și 20 de microni lungime, crește și se reproduce foarte repede.
La urma urmei, cu cât raportul dintre volumul celulei și suprafața sa este mai mic, cu atât este mai mare rata de absorbție a nutrienților din apă. Acesta este unul dintre secretele ratei de creștere a celor mai mici celule fito- și bacterioplancton.
Prin urmare, principala contribuție la reînnoirea masei vieții din mare - la producția primară a ecosistemului marin - o au cele mai mici specii de fitoplancton, mai mici de 20 de microni, care sunt clasificate în grupe de mărime numite nannoplancton - celule. de la 2 la 20 de microni în diametru și picoplancton< 2 микрон.
În celulele nano- și picoplancton, conținutul de clorofilă este mai mare decât în microplancton. La un microscop cu lumină obișnuită, ele sunt abia vizibile și doar în timp ce sunt în viață - colorate și în mișcare. Și nu sunt prinși de plasa de plancton - se strecoară în celulele de 10 microni ale celui mai mic gaz planctonic. Din aceste motive tehnice, rolul nannoplanctonului pentru o lungă perioadă de timp a fost subestimată - cercetătorii au acordat atenție microplanctonului clar vizibil (>20 microni), care include majoritatea speciilor de diatomee și dinoflagelate descrise mai sus. Nanoplanctonul include alge cocolitice și dictyocha, care sunt discutate mai jos.
Iarna, există puține alge în planctonul de coastă, dar odată cu apariția primăverii - prelungirea orelor de lumină, încălzirea apei - marea înflorește: mai întâi apar cele mai mici alge nanoplanctonului - flagelate minuscule fără înveliș celular dur, cocolitine, diatomee mici - cel mai adesea aceștia sunt pseudonitzschiani, dinoflagelate mici, apoi - cheetoceros din ce în ce mai mari și alte diatomee; apoi vine rândul dinoflagelatelor heterotrofe mari, apoi toate sunt mâncate de zooplancton.
S-a observat de mult timp că creșterea de primăvară a vieții fitoplanctonului în Marea Neagră este cea mai pronunțată în anii cu precedentul iarnă caldă. De la mijlocul lunii mai până la jumătatea lunii iulie, marele fitoplancton al Mării Negre este dominat de cheetoceros și se găsesc și dinoflagelate.
În timpul scăderii numărului de fitoplancton mare la sfârșitul primăverii - începutul verii, începe un nou ciclu de succesiune în Marea Neagră - o schimbare în compoziția și abundența planctonului. Este de obicei începută de mici alge nanoplanctonice: cocolitofore.
Syracosphaera sp
Cocolitofori, (greacă - purtând pietricele rotunde) sau cocolitine. Acestea sunt foarte mici - 5-10 microni - reprezentanți ai nanoplanctonului, având o pereche de flageli celulari, și protejați de armuri calcaroase rotunde, care se numesc cocoliți.
Aceste alge aparțin diviziunii haptofite sau prymnesiophyta Haptophyta (= Prymnesiophyta). Sunt atât de mici încât se strecoară de obicei prin celulele rețelei noastre; sunt prinse pe filtre speciale cu găuri de 1 micron. Datorită dimensiunilor lor mici, ele sunt greu de văzut la microscopul cu lumină, dar puteți discerne cum o masă de plăci de cocolit se ondulează pe suprafața lor.
Clasa Dictyochophyceae (în trecut erau numite alge silicoflagelate, sau Silicoflagelate Silicoflagellata) De obicei, în plancton, silicoflagelatele sunt mult mai mici decât diatomeele sau dinoflagelatele. Dar, uneori, în timpul înfloririi de primăvară a apelor de coastă, în mare apar multe celule mici și frumoase, al căror schelet ajurat cu spini lungi-spicule, ca și cum ar fi fost forjat de un bijutier - aceasta este Dictyochasp., o algă unicelulară cu un schelet de siliciu. Numai că, spre deosebire de diatomee, scheletul lui Dictyochi nu este format din două jumătăți de siliciu și, de asemenea, - silicoflagelatele sunt mobile, au flageli. Iată o altă alge flintflagelate - Meringia Meringiasp.
Eutreptia lanowii
Algele Euglenophyceae, inrudite cu algele verzi - nu au cochilie, nici protectie dura, doar cochilie de mucus - apar uneori in apele de coasta cand se creeaza conditii favorabile pentru ele - desalinizare, exces de nutrienti - se inmultesc din abundenta si dispar rapid - sunt mâncat . Dar cei care supraviețuiesc se acoperă cu o coajă tare și se întind pe fund, așteptând momentul potrivit pentru a se reproduce. Euglena are un ochi sensibil la lumină. Acest mic cârnat verde, lung de până la 15 microni, care apare adesea în largul țărmurilor noastre, se numește Eutreptialanowii.
Celulele prazinofitelor cu patru flagelate Prasinophyceae
Clasa prazinofiților. Prasinophyceae, dept. Algele verzi sunt celule mici (aparținând picoplanctonului) cu 1-8 flageli, acoperite cu solzi de protecție, provocând uneori înflorirea apei în zonele de coastă desalinizate – de exemplu, după deversarea râurilor prin furtună. Rolul lor în ecologia generală a mării a fost puțin studiat, deoarece Este aproape imposibil să le identifici și să le examinezi folosind un microscop cu lumină.
Lăsta de varec
O altă algă este de culoare maro-verde, în mod clar nu are o coajă tare, este multicelulară. Acesta este un răsad de macroalge maro - una dintre cele care cresc în tufișuri umplute pe stânci subacvatice, poate că acesta este începutul unui "copac" de un metru și jumătate al cystoseira barbata cu barbă - principala macroalge de pe coasta Mării Negre. ... Între timp, nu există mai mult de o duzină de celule în el, trăiește în plancton, este atrasă de curenți și poate fi aruncată la țărm - atunci va muri; s-ar putea să se așeze pe fundul nisipos, să nu poată obține un punct de sprijin pe el și va fi mâncat de raci care locuiesc pe fund... Din miile de astfel de răsaduri, doar unul supraviețuiește și crește într-o plantă adultă.
Fitoplanctonul marin este format în principal din diatomee, peridine și cocolitofori; în ape dulci - de la diatomee, albastru-verzi și unele grupuri de alge verzi. În zooplanctonul de apă dulce, cele mai abundente copepode și cladocere și rotifere; în marin - domină crustaceele (în principal copepode, precum și mizide, euphausie, creveți etc.), protozoarele sunt numeroase (radiolarii, foraminifere, ciliate tintinide), celenterate (meduze, sifonofore, ctenofore), pteropode, tunicate appendiculare, salpi) , viermi de butoi, pirozomi), ouă și larve de pești, larve de diferite nevertebrate, inclusiv multe bentonice. Diversitatea speciilor de plancton este cea mai mare în apele oceanelor tropicale. Dimensiunile organismelor cu plancton variază de la câțiva microni la câțiva metri.
Prin urmare, de obicei disting:
o nannoplancton (bacteriile, cele mai mici alge unicelulare)
o microplancton (majoritatea algelor, protozoarelor, rotiferelor, multe larve),
o mezoplancton (copepode și cladocere și alte animale mai mici de 1 cm)
o macroplancton (multe mizide, creveți, meduze și alte animale relativ mari)
o megaloplancton, care include câteva dintre cele mai mari animale planctonice.
Zooplancton
Zooplanctonul este cel mai mult grup mare organisme acvatice cu enorme ecologice şi importanță economică. Ei consumă materie organică formată în rezervoare și adusă din exterior, sunt responsabile de autoepurarea rezervoarelor și a cursurilor de apă, formează baza de nutriție pentru majoritatea speciilor de pești și, în sfârșit, servesc ca un indicator excelent pentru evaluarea calității apei.
Mari reprezentanți ai zooplanctonului Mării Negre - meduzele scifoide Aurelia și Cornerot, ctenoforii Pleurobrachia, Mnemiopsis și Beroe (ultimele două specii sunt asociate cu cea mai dramatică istorie recentă a introducerii speciilor exotice în Marea Neagră) - sunt clar vizibili, este interesant să le observi și nu este deloc dificil. De obicei, în sezonul cald, masa de jeleu de plancton se ridică la zeci sau sute de grame (uneori mai mult de 1 kg) pe metru cub de apă în zona de coastă a Mării Negre; în același timp, biomasa altor scânduri mici depășește rar 10 g la 1m 3.
Copepod Oithona sp
Cele mai mari dintre cele mici sunt copepodele, Copepoda. Aceștia sunt principalii vânători de alge fitoplancton. Prin analogie cu comunitățile terestre, putem spune că sunt ierbivore; Numai iarba asta poate să fugă, sau mai bine zis, să plutească!
Aruncările lor sunt rapide: văd victima - smucitură - o apucă - îngheață, le mănâncă. Mișcările rapide și sacadate ale copepodelor sunt vizibile chiar și fără microscop, dacă priviți o probă densă de plancton împotriva luminii - animalele în sine nu sunt vizibile, dar aruncările lor sunt vizibile! Având în vedere mobilitatea frenetică a racilor planctonici, este mai bine să-i imobilizezi cu o picătură de formol, altfel va fi dificil să-i urmărești la microscop.
Majoritatea copepodelor au antene foarte lungi care servesc la mișcare - cu ajutorul mișcării acestor vâsle elastice își fac aruncări rapide. Copepodele sunt aproape transparente, cu gonade portocalii vizibile în abdomen; Puteți vedea adesea femele cu ouă, pe care le atârnă în două pungi de pe abdomenul lor subțire. Copepodele au un ochi în centrul capului; de unde și numele celebrului copepod de apă dulce - Cyclops.
Nauplius
Există, de asemenea, multe larve de raci în stadiile incipiente de dezvoltare în plancton - nauplii, majoritatea fiind larve ale acelorași copepode. Acești mici monștri păroși nu sunt mai puțin activi și voraci decât copepodele adulte - au nevoie să mănânce cât mai mult posibil pentru a crește și, după mai multe napse, se transformă într-un animal adult - cel mai probabil într-o oytona, calanus sau acarcia - acolo majoritatea sunt aici.
Ciliații care consumă algele dinofite Protoperidinium
În compoziția zooplanctonului, ciliați joacă un rol semnificativ - există mulți dintre ei, diferiți. Sunt dens pubescente cu cili; datorită lor, ciliatii se reped rapid în apă. Mii de cili, ca mii de vâsle, flutură constant - vâslă - și împing înainte prădătorul unicelular. Acum ciliatul a prins deja un dinoflagelat destul de mare și este pe cale să-l tragă în sine. De obicei, atunci când algele planctonului se înmulțesc foarte puternic, ciliatii devin primii care atacă „vegetația” îngroșată.
Tintinida ciliată
Există ciliați planctonici uimitori care ajung uneori în mostrele noastre - tintinide. Corpul celulei tintinnide este ascuns într-o casă care arată ca un pahar. Marginile acestui pahar sunt inconjurate de cili, care flutura, conducand particule - comestibile si necomestibile - in interiorul casei, spre gura ciliatului. Chiar și în fotografie se poate observa bătăiala genelor care mărginesc intrarea în pâlnie.
rotifer
Cel mai mic animal multicelular este rotiferul. Aceste fiare minuscule au o lungime de 50 de microni - mai mici decât multe alge planctonice! Al nostru este de aproximativ 100 de microni. Cu această dimensiune, ea are mușchi și sistem digestiv. În apropiere - ca și cum ar fi special pentru comparație - se află o minusculă diatomee.
Larva de hamsie
Cele mai mari organisme pe care le găsim în planctonul microscopic sunt larvele de pești. Acesta seamănă cu o larvă de hamsii Engraulis encrasicholus ponticus sau cu un pește înrudit - există o mulțime de ei în probele de plancton din mai. Deși acești viitori pești au deja aripioare, ei nu pot înota departe nici măcar de larva de raci prădătoare. Și tot ce am văzut la microscop în probele noastre planctonice poate deveni pradă tentaculelor lipicioase ale ctenoforilor sau celulelor înțepătoare ale meduzelor.
Larvele vor crește, se vor transforma în pești adulți, vor începe să înoate mai repede - și - în conformitate cu un nou mod de viață, alte posibilități - vor ocupa o altă nișă ecologică: se vor muta de la plancton în derivă pasiv la nekton - acesta este nume pentru locuitorii care se mișcă rapid ai coloanei de apă, capabili să înoate acolo unde trebuie să meargă și nu unde îi duce curentul.
Nu numai mulți pești, ci, în general, majoritatea locuitorilor mării, își petrec cel puțin o parte din viață ca parte a planctonului - gameți și spori de alge multicelulare, ouă și larve de nevertebrate de fund - de exemplu, moluște, decapode.
În probele planctonice de pe litoralul Mării Negre găsim o mare varietate de larve de animale bentonice. CU primavara timpurie Până la mijlocul toamnei se găsesc adesea trohofore - larve de viermi poliheți - polihete - și moluște. Se mișcă cu ajutorul cililor, adunați în mai multe rânduri. Pe măsură ce trochoforul crește, se schimbă și capătă caracteristici care pot fi deja recunoscute ca un viitor animal adult.
Iată o larvă foarte „mare” - 0,4 mm - a unei moluște bivalve, în curând va fi gata să se așeze pe fund. Si cu aceasta larva - cu o creasta vesela pe cap - am avut noroc, este destul de rara; Acesta este un pilidium - larva unui vierme nemertean.
Un astfel de plancton „temporar”, precum aceste larve, se numește meroplancton, spre deosebire de holoplancton - de exemplu, copepode - în ele, indivizii adulți trăiesc în coloana de apă, iar larvele - nauplii - se dezvoltă printre plancton.
Stilul de viață, habitatul și metoda de hrănire a larvelor planctonice și a adulților lor din aceeași specie de pe fundul mării sunt complet diferite: ele ocupă nișe ecologice diferite. Acest lucru are o semnificație destul de accesibilă înțelegerii noastre: diferența în stilul de viață al larvelor și al adulților - separare ciclu de viațăîn diferite nişe ecologice – ajută la supravieţuirea populaţiei.
În plus, larvele planctonice sunt transportate în întreaga mare, se răspândesc și colonizează noi habitate. Maricultura midii se bazează pe mobilitatea și excesul de larve ale moluștelor bivalve: în fiecare an, primăvara, un număr imens de larve ale acestora sunt depuse pe funii colectoare suspendate în mare și oferă o nouă recoltă fermierilor.
Unele animale marine, dimpotrivă, petrec o mare parte - adult, matur sexual - din viața lor în coloana de apă. De exemplu, cel mai frecvent meduze sifoideîn Marea Neagră - Aurelia aurita, cea mai importantă specie din zooplanctonul local. Etapa de jos a ciclului său de viață este reprezentată de un polip mic, semnificativ mai mic ca dimensiune decât meduza. Polipii Aurelia se reproduc prin înmugurire - dau naștere la noi polipi și înmugurire noi meduze.
Ciclul de viață al meduzei Aurelia aurita
Planctonul servește, de asemenea, ca hrană pentru organismele care se hrănesc prin filtrare pe fund - bivalve, bureți, anemone de mare, o mulțime de alte specii de zoobentos - și mulți pești. Acestea sunt hamsii, argintii, șprot - principalul pește planctivor al Mării Negre.
Ansoa înoată cu gura deschisă și filtrează planctonul cu o sită de branhii; Din când în când ea înghite hrana acumulată. Alți pești planctivori de la Marea Neagră - silverside și șprot - se hrănesc și ei.
Anșoa va ataca planctonul noaptea și va mânca de toate - diatomee, dinoflagelate, crustacee, ouă și larve - inclusiv pe ale sale! Noaptea - pentru că noaptea zooplanctonul iese la suprafață, iar hamșa îl urmează. Cu toate acestea, lângă țărm în sine, unde adâncimea este mai mică de 30-50 de metri, nu veți vedea migrații verticale ale planctonului - în apele puțin adânci totul se amestecă.
Școli de silverside Atherina mochon pontica se plimbă de-a lungul țărmului - pești mici cu un corp alungit și un spate auriu - sunt întotdeauna mulți dintre ei în sezonul cald; sunt unul dintre principalii mâncători de plancton din apele de coastă. Părțile argintii sunt vânate de stavrid negru și pește albastru de pradă.
În timpul zilei, este periculos ca zooplancterele să fie aproape de suprafață - acolo, la lumină, sunt prea vizibile pentru cei care le mănâncă. În larg, acestea rămân sub 30 de metri, în funcție de claritatea apei și de nivelul de lumină. Și fitoplanctonul în timpul zilei încearcă să fie mai aproape de lumină - dar nu chiar la suprafață, unde razele directe ale soarelui pot deteriora structurile fotosintetice ale celulelor algelor care sunt sensibile la acestea. În larg, într-o zi însorită de vară, cea mai mare densitate de fitoplancton se observă la o adâncime de aproximativ treizeci de metri.
Mai există o oportunitate - uimitoare - de a verifica existența vieții microscopice în apă, de a vedea invizibilul: planctonul strălucește în întuneric.
Pe Coasta Mării Negre Se spune de obicei „apa este fosforată”; lumina planctonului nu are nicio legătură cu fosforul, este o reacție biochimică - descompunerea substanței luciferină de către o enzimă specială - luciferaza; Cu fiecare astfel de reacție, se eliberează o cantitate de lumină verde. Licuricii strălucesc, de asemenea, astfel încât masculii și femelele să se poată găsi unul pe altul în întunericul nopții. Și la creaturile planctonice, reacția luciferină-luciferază este activată ca răspuns la iritația organismului - pentru a speria un mic prădător planctonic cu un mic fulger de lumină. Toate acestea se numesc bioluminiscență marină.
Nu toate plancterele sunt capabile să strălucească (de exemplu, diatomeele sau meduzele mari de la Marea Neagră nu pot), dar multe sunt. Algele unicelulare (sau animalele?) Dinoflagelatele strălucesc - prin urmare, vedem cea mai puternică strălucire a mării în apa caldă de la sfârșitul verii, când numărul de dinoflagelate atinge apogeul. Multe crustacee planctonice strălucesc - sclipesc ca stelele verzi; Ctenoforele, ca niște lămpi mari și slabe, strălucesc cu valuri de lumină albastru-verde când îi atingi în apă întunecată.
Există cazuri rare de strălucire constantă a algelor planctonice - în timpul unei înfloriri puternice de noctiluca sau alte alge dinofite. Densitatea celulelor de alge (milioane pe litru de apă - în timpul unei înfloriri de fitoplancton) este de așa natură încât ciocnirile individuale, fulgerările individuale de lumină, pur și simplu se contopesc într-o strălucire constantă.
Lista literaturii folosite
1. Vasser S.P., Kondratyeva N.V., Masyuk N.P. si altele.Algele. Director. – Kiev: Nauk. Dumka, 1989. – 608 p.
2. Konstantinov A.S. Hidrobiologie generală. a 4-a ed. refăcut si suplimentare M.: - Şcoala superioară, 1989. – 472 p.
3. Enciclopedia electronică „Wikipedia”.
Efectul luminii și temperaturii asupra fitoplanctonului.
Conform cercetărilor lui Konstantinov, temperatura apei și radiația solară care ajung la suprafața unui rezervor sunt cei mai importanți factori care determină energia algelor și capacitatea lor de a forma materie organică nouă (MO). Pentru alge, ca reprezentanți ai organismelor autotrofe, lumina este un factor de o importanță capitală. Determină fotosinteza, creșterea și dezvoltarea lor. În procesul de adaptare la condițiile de lumină în schimbare, aparatul fotosintetic al plantei este ajustat pentru a utiliza cât mai bine energia radiantă.
Konstantinov a dovedit că rata de absorbție a radiației solare și gradul de pătrundere a luminii în apă depind de înălțimea soarelui, care se modifică odată cu latitudinea geografică, anotimpul anului și momentul zilei, de cantitatea de substanțe organice dizolvate în apa, culoarea apei, tulbureala si starea suprafetei rezervorului. În absența vântului, 5% din radiația incidentă se reflectă pe suprafața apei, cu lumină și vânt puternic- 15%, respectiv 30%. Intensitatea luminii scade odată cu adâncimea. În lacurile și rezervoarele cu o transparență de 1-2 m, nu mai mult de 5-10% din energia radiației primite pătrunde la o adâncime de 1 m; mai adânc de 2 m - 0,015-0,04 J/cm 2 - min.
M.R. Gusev, consideră că algele albastre-verzi sunt mai puțin solicitante la lumină decât alte grupuri algologice. Lumina determină fotosinteza, creșterea și dezvoltarea algelor. Cerințele de lumină ale diferitelor organisme fitoplanctonice sunt specifice speciei. Algele verzi și albastru-verde sunt considerate solicitante de lumină. Pentru a realiza fotosinteza maximă, acestea necesită o intensitate a radiației solare de 1,2-2 ori mai mică decât diatomeele și algele verzi. Kuznetsov observă că diatomeele sunt mai puțin solicitante la iluminare, evită stratul de suprafață strălucitor și trăiesc la o adâncime de 2-3 m în rezervoare puțin transparente și 15-20 m în apele mari limpezi. S-a stabilit că în algele verzi 17 saturație luminoasă are loc la 5-7 mii de lux, la diatomee - la 10-20 mii de lux, dinoflagelate - 25-30 mii de lux. Acest lucru contrazice faptul că diatomeele au cerințe scăzute de lumină. Înflorirea diatomeei în lacuri are loc adesea atunci când condițiile de lumină sunt foarte variabile și nivelurile de radiație sunt scăzute, cum ar fi în timpul ciclului de amestecare de primăvară sau toamnă, când celulele circulă prin coloana de apă. După cum notează V.N. Goponenko, saturația luminii are loc în algele unicelulare la 6-8 mii de lux. În culturile de alge crescute la iluminare de 1 mii de lux, saturația luminii are loc la algele verzi la 5-7,5 mii de lux, la diatomee - 1-2 mii de lux și la peridinii - la 25-30 mii de lux. Conform
N.P. Kalinichenko, pentru diatomea Stephanodis cushantzschii, iluminarea optimă este de 2,6 mii de lux la orele de zi 12 și 16 ore, pentru Asterionellaformosa - 5 mii de lux la aceeași expunere.
În perioada de observare a lacului de acumulare, Lacul Pokrovskoe superior, temperatura apei și pH-ul au fost măsurate la intervale de 20 de zile. Datele obținute sunt prezentate în Tabelul 6, iar grafice au fost analizate și întocmite și pentru unii reprezentanți ai algelor verzi și albastre-verzi, pentru a arăta în ce anotimp își ating abundența maximă.
Tabelul 6 - condiții de temperatură și indicatori de pH în perioada 2013-2014.
Din figura 3 se poate observa că vara predomină algele verzi (Ankistrodesmus acicularis), reprezentând 51%, în timp ce iarna abundența este de 2%. Astfel de indicatori se datorează faptului că vara temperatura medie a fost de 26,6, ceea ce are un efect benefic asupra dezvoltării lor.
În figura 4, un alt reprezentant al algelor verzi (Scenedesmus quadricauda) predomină primăvara, reprezentând 42%, în timp ce iarna abundența sa nu depășește 3%, fiind întâlnită în toate anotimpurile anului.
Figura 3 - Numărul de alge verzi (Ankistrodesmus acicularis) în Lacul Pokrovskoye, 2013, (% din valoarea totală anuală)
Figura 4 - Abundența de alge verzi (Scenedesmus quadricauda) în Lacul Pokrovskoye, 2013, (% din valoarea totală anuală)
Figura 4 prezintă abundența algelor albastre-verzi (Microcystis aerugenosa), care predomină vara, reprezentând 70%; temperatura medie a apei de vară a fost de 26,6, ceea ce este o condiție favorabilă dezvoltării acesteia. Iarna nu este numeroase, cam 1%.
Figura 5 arată că algele albastre-verzi (Oscillatoria tenui) predomină vara, reprezentând 63%, și nu se găsesc iarna.
Figura 5 - Abundența de alge albastre-verzi (Microcystis aerugenosa) în Lacul Pokrovskoye, 2013, (% din valoarea totală anuală)
Figura 6 - Abundența de alge albastre-verzi (Oscillatoria tenuis) în Lacul Pokrovskoye, 2013, (% din valoarea totală anuală)
În figura 7 este prezentată diatomea (Navicula platystoma), care atinge o abundență maximă în perioada de toamnă de 48%, când temperatura medie a apei de toamnă este de 17,5 0C, iar în perioada de toamnă 35%, temperatura medie a apei primăvara este de 13 0C. .
Figura 7 - Numărul de diatomee (Navicula platystoma) în Lacul Pokrovskoye, 2013, (% din valoarea totală anuală)
13 octombrie 2015Știai despre asta?
Fitoplanctonul este o clasă de organisme găsite în corpuri mari de apă și includ o gamă largă de subspecii diferite. Acesta este un grup extrem de divers, iar diversitatea acestor organisme sfidează evoluția și selecția naturală. Conform principiilor generale, lipsa resurselor face imposibilă supraviețuirea în ecosistemul unor astfel de persoane cantitate mare diferite organisme fără a se distruge unele pe altele.
Dar într-un fel sau altul există. Acesta este un astfel de mister.
Mai multe despre fitoplancton...
Fitoplanctonul microscopic trăiește în toată marea, în lumina sa, zona fotica- până la 100 de metri adâncime. În plus, algele microscopice pot crește și se pot reproduce foarte repede - unele specii își pot dubla biomasa într-o zi! Prin urmare, ele sunt principala vegetație marină, baza vieții în mare: prind lumina soarelui, transformă apa, dioxidul de carbon și sărurile apei de mare în materia lor vie - cresc.
În limbajul ecologiei, acest proces se numește produse primare. Zooplanctonul mănâncă fitoplancton - și, de asemenea, crește și se reproduce, asta este deja produse secundare. Și apoi vine rândul reducere- descompunere: tot ce se naste si traieste si moare, iar resturile tuturor plancterelor, si in general toata viata din mare, merg catre bacteriile care locuiesc in coloana de apa. Bacterioplancton descompune aceste resturi, readucerea substanței într-o stare anorganică. Acesta este ciclul substanțelor din mare.
Fitoplanctonul include nu numai alge, ci și bacterii fotosintetice planctonice. Acest cianobacteriile(Odinioară se numeau alge albastre-verzi, dar sunt reale bacterii - procariote- celulele lor nu au nuclei). În Marea Neagră, se găsesc mai ales în apele de coastă, în special în zonele desalinizate - în apropierea gurilor de vărsare a râurilor, în Marea Azov desalinizată și suprafertilizată; multe cianobacterii produc toxine.
Toate plantele planctonice sunt unicelulare; există atât de mulți prădători rapizi și ageri care înoată în jurul lor - Cum reușesc ei să supraviețuiască? Răspunsul la această întrebare este: este imposibil să supraviețuiești, dar este posibil să prelungești existența.
in primul rand, majoritatea plantelor de plancton sunt mobile: au flageli, unele au unul, unele au o pereche, iar prazinofitele verzi Prasinophyceae au până la patru (sau chiar opt!), și se grăbesc în jurul lumii lor mici - nu mai puțin repede decât animale protozoare.
În al doilea rând, Multe alge planctonice au un schelet extern - o coajă. Va proteja împotriva ciliaților mici, dar va fi inutil împotriva fălcilor larvelor mari de raci. Ceraciul, de exemplu, este atât de mare - până la 400 de microni, învelișul său este atât de puternic încât aproape niciunul dintre zooplancteri nu îl poate descurca, dar pești planctivoriÎl vor mânca și pe el.
Fitoplanctonul marin este forma principală de viață pe Pământ. Este baza lanțului trofic acvatic și este prezent în alimentația tuturor locuitorilor mării: de la zooplancton până la balene. Fitoplanctonul este un aliment ideal pentru organismele vii și are o valoare nutritivă enormă. Conține toate substanțele nutritive și microelementele necesare celulelor corpului pentru desfășurarea normală a proceselor metabolice. Dovezi bune proprietăți unice poate servi fitoplanctonul marin balene albastre. Aceste giganții marini, având o putere și rezistență enormă, trăiesc mai mult de o sută de ani și până la ultima zi păstrează capacitatea de a se reproduce. Dieta balenelor constă în întregime din plancton, pe care îl consumă în cantități uriașe: de la 3 la 8 tone pe zi.
Oamenii de știință au demonstrat că fitoplanctonul marin este bogat în vitamine, aminoacizi, antioxidanți și poate fi folosit în alimente ca o sursă bogată de minerale precum seleniu, zinc, magneziu, crom, stronțiu etc. Poate înlocui multe medicamenteleși previn multe boli: de la diabet până la boala Alzheimer. Un avantaj important față de ceilalți din punct de vedere biologic aditivi activi este dimensiunea microscopică a substanțelor utile și formă organică, datorită căreia organismul le absoarbe rapid și ușor.
Cu toate acestea, cu toate avantajele incontestabile ale fitoplanctonului marin, există un „dar” - este închis într-o coajă densă de protecție, așa cum miezul unei nuci este închis într-o coajă. În timpul procesului de evoluție, corpul uman și-a pierdut capacitatea de a descompune această înveliș, astfel încât fitoplanctonul marin nu este asimilat de oameni.
Pentru ca o persoană să absoarbă substanțele benefice conținute în fitoplanctonul marin, a fost necesar să se rezolve o problemă dificilă: să distrugă cumva învelișul protector, păstrând în același timp. valoare nutritionala microelemente. Tom Harper, proprietarul unei ferme marine de crustacee din Canada, a făcut față cu brio acestei sarcini. În 2005, el a inventat o nouă tehnologie care permite deschiderea învelișului fitoplanctonului fără utilizarea căldurii, înghețului sau substanțelor chimice. Acest proces, numit Alpha 3 CMP, a fost brevetat, dar povestea nu s-a terminat aici.
Un timp mai târziu, fondatorul Forever Green, Ron Williams, l-a abordat pe Tom Harper cu o propunere de cooperare. A fost semnat un contract prin care ForeverGreen are dreptul exclusiv de a utiliza fitoplanctonul marin procesat folosind tehnologia Alpha 3 CMP în produsele sale. Aceasta o face singura companie din lume care produce produse care conțin fitoplancton marin 100% natural și digerabil de către om.
Maldivele sunt frumoase în sine. Soare fierbinte, mare blândă și coastă nesfârșită. Dar există o altă atracție a Maldivelor - fitoplanctonul bioluminiscent. Algele unice sunt cunoscute și sub numele de maree roșie. Localnicii susțin că înotul în astfel de ape provoacă un ușor disconfort, motiv pentru care astfel de linii de coastă sunt cel mai adesea pustii. Pe măsură ce se lasă întunericul, fitoplanctonul bioluminiscent începe să strălucească, luminând coasta cu o lumină albastră fantastică. Fotograful taiwanez Will Ho a surprins acest fenomen.
Dinoflagelatele unicelulare luminoase declanșează iluminarea lor din mișcarea în coloana de apă: un impuls electric rezultat dintr-un stimul mecanic deschide canale ionice, a căror funcționare activează enzima „luminoasă”.
Oamenii de știință au reușit să rezolve în sfârșit misterul strălucirii dinoflagelatelor - protozoare marine care alcătuiesc o parte semnificativă a planctonului pelagic. Unele grupuri ale acestor organisme unicelulare, cum ar fi nocturnele, au capacitatea de a bioluminiscență. Când se adună, pot fi văzute chiar și din spațiu: suprafața uriașă a oceanului emite o lumină albăstruie.
Potrivit oamenilor de știință, aparatul bioluminiscent al acestor protozoare funcționează astfel. Când se deplasează prin coloana de apă, forțele mecanice provoacă un impuls electric care se repezi în interiorul celulei, către o vacuolă specială. Această vacuola, o veziculă cu membrană goală, este umplută cu protoni. Scintolonii sunt conectați la acesta - vezicule membranare cu enzima „luminoasă” luciferaza. Când un impuls electric ajunge la vacuolă, o poartă de protoni se deschide între acesta și scintillon. Ionii de hidrogen curg în scintillon și acidifică mediul din acesta, ceea ce face posibilă apariția unei reacții bioluminiscente.
Cel mai bun mod de a observa strălucirea acestor protozoare este în timpul sezonului de reproducere: numărul de protozoare unicelulare devine astfel încât apa de mareÎmi amintește de lapte - deși este prea albastru strălucitor. Cu toate acestea, dinoflagelatele trebuie admirate cu prudență: multe dintre ele produc toxine periculoase pentru oameni și animale, așa că atunci când sunt prea multe, va fi mai sigur să primiți plăcere estetică de la valul strălucitor de pe țărm.
Și un alt paradox:
Oamenii de știință au fost șocați să descopere fitoplanctonul înflorit sub calota de gheață arctică. Fitoplanctonul (Plancton Hazea) a fost descoperit în largul coastei Alaska din întâmplare, când oamenii de știință au observat o ceață verde groasă în apă.
Un uriaș „penă verde” de fitoplancton se întinde pe mai mult de 100 de kilometri de-a lungul coastei Alaska. „Prezența fitoplanctonului în apă poate afecta negativ existența altor creaturi subacvatice în Marea Chukchi”, au raportat cercetătorii pe 7 iunie 2012.
„Lucrez în acest domeniu de aproape 30 de ani și am crezut că nimic nu mă va surprinde”, spune Kevin Arrigo, oceanograf biologic la Universitatea Stanford. Gheața nu transmite bine lumina, mai ales dacă se află într-un strat gros, așa cum a fost cazul în Arctica. Stratul de zăpadă face imposibilă pătrunderea luminii adânc în zonă. Acesta este paradoxul existenței fitoplanctonului în gheață, deoarece aceste microorganisme au nevoie de lumina solară, fără de care fotosinteza este imposibilă.
Aerul cald ajută la topirea zăpezii. Pe măsură ce zăpada începe să se topească, stratul de gheață începe să se întunece, permițând gheții să absoarbă mai multă lumină. Datorită camerelor speciale coborâte sub gheață, cercetătorii au descoperit că fitoplanctonul se dezvoltă extrem de rapid. Datorită luminii solare și a unui flux constant de nutrienți din strâmtoarea Bering, organismele pot prospera la adâncimi de peste 50 de metri.
Ce va însemna această prosperitate pentru restul locuitorilor? Lumea subacvatica, Nu este încă clar. Dar Arrigo se îngrijorează că, fiind sub gheață, aceste microorganisme ar putea îngreuna viața altor creaturi subacvatice din zonă. Confirmarea sau infirmarea acestor preocupări va necesita o muncă lungă și minuțioasă, deoarece sateliții nu pot vedea prin gheață.
„Suntem foarte norocoși că am găsit fitoplancton, dar nu știm cât de departe se va răspândi și ce consecințe va avea”, spune Jean-Eric Tremblay, oceanograf biologic la Universitatea Laval din Quebec, Canada.
Există, de asemenea, o mică colecție de paradoxuri - Articolul original este pe site InfoGlaz.rf Link către articolul din care a fost făcută această copie -