Планктон, наверное, самый недооцененный обитатель водного мира. Даже простые вопросы, например, о том, что собой представляет планктон, что это, вообще такое, насколько он важен для человека, многих поставят в тупик. Говоря о морях, люди обычно восхищаются силой китов, красотой дельфинов, цветастым многообразием рыб, но практически не вспоминают о планктоне, без которого невозможна жизнь на планете. А ведь он появился на Земле примерно два миллиарда лет назад, когда океаны и континенты были полностью безжизненны. И первый начал выработку кислорода, положив начало образованию атмосферы, пригодной для дыхания человека.
Что это такое?
Планктон — совокупность растительных и животных организмов, живущих в воде и объединенных одним свойством. Они неспособны самостоятельно сопротивляться течениям, например, как это делают рыбы или морские млекопитающие. К планктону относятся диатомовые водоросли, отдельные бактерии, икринки рыб, ряд беспозвоночных животных и ракообразных.
Термин придумал в 1880-х годах немецкий ученый Виктор Хензен, предложивший использовать звучное греческое слово «πλανκτον», которое переводится как «блуждающий». И действительно, планктонные организмы, подхваченные течениями и волнами, блуждают по всему мировому океану, по всем водоемам Земли, выполняя незаметную, но важную роль. Всего на планете существует около миллиона разновидностей планктона, но изучена лишь четверть из них.
Где обитает?
Практически везде, где есть вода. Планктон - это огромное и многообразное сообщество организмов, способных жить в самых разных условиях и местах. Их можно найти в океанах и морях, прудах и озерах, ручьях и реках, фонтанах и аквариумах, цветочных вазах и бочках с дождевой водой. Планктон обжил океан на всю глубину, однако наиболее густо заселяет верхние водяные слои, богатые теплом, светом и едой.
Классификации
В литре морской воды могут обитать десятки миллионов планктонных организмов. Но большая их часть невидима для человека. Чтобы узнать, как выглядит планктон, обычно приходится вооружаться микроскопом. Однако некоторых представителей царства планктона можно увидеть без вспомогательных инструментов и даже потрогать руками. Это всевозможные гребневики и медузы, довольно крупные ракообразные, например, креветки и мизиды, а также личинки рыб.
Попадаются и настоящие гиганты. Причудливые животные-колонии огнетелки имеют длину до 4 метров. Тело громадной медузы цианеи достигает 2 метров в диаметре, а щупальца простираются на 30 метров вокруг животного. Сложно поверить, глядя на их фото, что это планктон. Планктонные организмы делятся по размеру:
- Фемтопланктон. К нему относят вирусы с размером менее 0.2 мкм.
- Пикопланктон. Включает одноклеточные водоросли и бактерии размером от 0,2 до 2 мкм.
- Нанопланктон. Крупные бактерии и водоросли размером от 2 до 20 кмм.
- Микропланктон. В состав этой групп входят некоторые личинки рыб и беспозвоночных, многие водоросли, коловратки, простейшие размером от 20 до 200 мкм.
- Мезопланктон. Ракообразные и другие животные размером до 2 сантиметров.
- Макропланктон. Включает креветок, многих медуз и медуз, размеры которых находятся от 2 до 20 сантиметров.
- Мегапланктон. В этой группе находятся самые большие планктонные организмы с размером до 20 до 200 сантиметров.
Также планктон подразделяется на две группы по образу жизни:
- Голопланктон весь жизненный цикл проводит в воде, лишь некоторые виды в зимний период могут оседать на дно, чтобы переждать неблагоприятные условия среды обитания.
- Меропланктон лишь первую, промежуточную часть жизни проводит как планктон, а затем превращается в активно плавающее или донное животное. К меропланктону относятся отдельные водоросли, рыбья икра, личинки многоклеточных беспозвоночных.
Главная классификация, помогающая лучше понять, что такое планктон, разделяет все организмы на три обширные группы в зависимости от выполняемых ими функций.
- Зоопланктон, или группа потребителей.
- Фитопланктон, или группа производителей.
- Бактериопланктон,00 или группа утилизаторов.
Зоопланктон
Это планктон, включающий в себя животных, которые не могут противостоять течению. К нему относятся рыбья икра, личинки, иглокожие беспозвоночные, медузы, моллюски, крабы, криль и другие мелкие ракообразные. Многие представители умеют медленно перемещаться в воде или менять свое вертикальное положение с помощью различных природных механизмов: парусов, лапок, пористого скелета, уплощения тела, пузырей с воздухом или жиром. Однако они ничего не могут поделать с подводными течениями и волнами.
Всего насчитывают около 30 000 разновидностей зоопланктона, обитающего на разных глубинах в реках, озерах и океанах. Эти организмы не могут жить в загрязненной среде, поэтому их называют индикаторами чистоты водоемов. Зоопланктон питается в основном фитопланктоном и себе подобными. Сам является главной пищей для множества морских и речных обитателей.
Фитопланктон
Это планктон, обладающий фотосинтезирующими способностям. К нему относятся особые цианобактерии, а также диатомовые и протококковые водоросли, которые обитают в поверхностном слое водоемов, редко опускаясь до глубин более 50-100 метров в соленой воде и более 10-20 метров в пресной воде. Как и наземным растениям, фитопланктону жизненно необходимы минеральные вещества и солнечный свет, которые они превращают в органику и кислород.
Фитопланктон является кормовой базой для многих существ. Учитывая это, природа создает его в астрономических масштабах: более 500 миллиардов тонн фитопланктона в год, что примерно в 10 раз больше суммарной массы всех остальных живущих в океане животных. Причем процесс регулируется окружающей средой. Когда наступают холода и укорачиваются дни, развитие фитопланктона практически останавливается, но с приходом тепла и солнца возобновляется вновь.
Бактериопланктон
Как можно догадаться из названия, это планктон, который включает в себя все многообразие бактерий, живущих в воде или придонных отложениях. Несмотря на микроскопические размеры, водные бактерии во многом определяют равновесие экосистемы. Они активно участвуют в разложении и синтезе органических и неорганических соединений, которые используются и выделяются другими видами планктона в процессе жизнедеятельности. Бактериопланктон является пищей для зоо-0 и фитопланктонов. А также помогает очищать водоемы, загрязненные органическими веществами.
Значение планктона
К планктону замечательно подходит пословица «мал золотник, да дорог». Эти мизерные организмы необычайно важны для жизни Земли. Без них не было бы чистых водоемов и атмосферы, пригодной для дыхания, поэтому они обеспечивают существование животных и человека. Можно отметить три важнейших роли, которые играет планктон в планетарном биологическом круговороте.
- Пищевая база. Планктон находится в основании пищевой пирамиды для всех водных и части наземных существ. Без него оборвались бы все цепочки. Непосредственно или через пищевые звенья планктон является источником жизни для множества животных.
- Фотосинтез. По подсчетам ученым, фитопланктон выделяет 40-50 % планетарного кислорода. Учитывая интенсивность вырубания лесов и рост городов, значение фитопланктона в качестве «легких планеты» будет только расти.
- Очистка воды. Зоопланктон питается фитопланктоном, тем самым регулируя его количество, а бактериопланктон эффективно очищает воду от органических веществ.
Без этого мудрого механизма природы мировой океан давно бы превратился в студенистое место, состоящее из водорослей и органических загрязнений.
ПЛАНКТОН, а, м. (спец.). Совокупность животных и растительных организмов, живущих в толще воды и переносимых силой течения. | прил. планктонный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова
Слово «планктон» произошло от греческого planktos , что означает «странствующий ». Это не случайно - планктон действительно не может противостоять действию течения, в отличие от своего ближайшего «коллеги» - нектона . Однако не стоит говорить о планктоне, как о статической массе микроскопических организмов. Хотя планктон в массе своей и состоит из крошечных ракообразных, диатомных, личинок рыб и растений, в нем встречаются и довольно крупные представители, такие как мелкие медузы. Некоторые жизненные формы могут в течение суток перемещаться вертикально на сотни метров. Это явление называется «суточная вертикальная миграция ».
Планктон разделяют на несколько групп:
- Фитопланктон . Слово произошло от греческого phyton , что переводится как «растение ». В его состав входят мелкие водоросли, плавающие у самой поверхности воды, где много солнечного света, необходимого для фотосинтеза.
- Зоопланктон . От zoo - животное. Состоит из простейших и многоклеточных животных, таких как ракообразных. Зоопланктон питается фитопланктоном.
- Бактериопланктон . Состоит из бактерий и архей, которые участвуют в процессе реминерализации, т.е. превращении органических форм в неорганические.
Таким образом, данная классификация делит весь планктон на три большие группы: производителей (фитопланктон), потребителей (зоопланктон) и утилизаторов (бактериопланктон).
Существует и другая классификация, которая делит планктон по размеру животных форм, начиная с вирусов (наннопланктон ) и заканчивая мегапланктоном , состоящим из крупных (более 2 см.) медуз, головоногих, гребневиков и т.д. Наиболее распространен на нашей планете наннопланктон, состоящий из животных меньше 2 мкм. Открытие существования этого вида планктона произошло совсем недавно, в 1980-х годах.
Распространен планктон по всему мировому океану. Главным условием его образования является достаточное количество солнечного света и наличия в воде органических питательных веществ - нитратов и фосфатов. Причем часто определяющим фактором является именно второй. Так, в тропических и субтропических водах света довольно много в течение всего года, однако малое количество органических соединений обуславливает низкое содержание планктона в воде.
Значение планктона в мировом океане трудно переоценить. Он играет роль кормушки большинства рыб в молодом возрасте. Течения собирают планктон в так называемые поля нагула, на которых пасутся китообразные , а так же китовые акулы . Некоторые киты даже совершают сезонные миграции, следуя за полями планктона.
Мелкие растения на поверхности воды участвуют в фотосинтезе, и являются важным элементом всей системы круговорота кислорода на планете. Объем фитопланктона в мировом океане громаден, так что не стоит списывать его со счетов, предполагая, что кислород выделяют только наземные растения. Планктон же является и крупнейшим источником углерода на Земле. Дело в том, что используя его в качестве пищи, животные переводят планктон в биологическую массу, которая затем оседает на морском дне, т.к. тяжелее воды. Этот процесс известен в научных кругах как «биологический насос ».
Важность изучения планктона подчеркивает тот факт, что наука даже выделила отдельный раздел в биологии, который занимается его изучением - планктонология .
Планктон — это что за явление природы? Так называют не отдельные существа, а группу организмов-гидробионтов, дрейфующих в толще воды. В традиционной классификации все обитатели Мирового океана, рек и озер суши разделены на три группы: нектон, бентос и планктон. Первые — это рыбы, кальмары, земноводные и другие животные, которые активно передвигаются. Прикрепленный образ жизни ведет бентос (губки, черви, моллюски и другие).
Планктон — это что такое?
В переводе с греческого название пассивно движущихся в воде организмов означает «странствующий», «парящий». Планктон — это живые существа, не обладающие активными средствами для перемещения или же ограничено использующие их. По принадлежности к планктон в море и пресных водоемах делится на 3 основных типа: бактериальный, фито- и зоопланктон. Населяют эти организмы все водоемы: от крупных пресных и морских до мелких луж.
Представители фитопланктона — водоросли и цианобактерии сами продуцируют органические вещества. Они нуждаются в освещении для поддержания фотосинтеза. Зоопланктон — это простейшие, ракообразные, кишечнополостные, икра, личинки, которые питаются другими мелкими организмами.
Существует другая классификация, в которой учитывается не способ питания, а размер организмов. По этой системе выделяют группы, начиная с наннопланктона (вирусов) и заканчивая мегапланктоном. Наиболее распространенные на планете — мельчайшие существа (около 2 мкм). О существовании этой группы узнали только в 1980-х годах. К мегапланктону относятся медузы, головоногие, гребневики и другие водные обитатели, тело которых более 2 см в длину.
Почему планктон не тонет?
Плотность тела некоторых организмов в Мировом океане близка по значению к удельному весу воды. Планктон — это что-то очень легкое, свободно парящее в среде обитания. Тех живых существ, плотность тела которых больше единицы, во взвешенном состоянии удерживает собственная двигательная активность.
Перечислим черты строения планктона, которые позволяют существовать в поверхностном слое воды:
- микроскопические либо малые размеры;
- плоская форма тела;
- насыщенность тканей водой (до 98%);
- выделение обильной слизи на поверхности тела;
- газовые вакуоли;
- жировые включения;
- выросты, иглы, волоски, щетинки на поверхности тела;
- незначительное количество в тканях тяжелых химических элементов.
У каждого вида присутствуют не все, а 2-3 приспособления из списка. Есть еще одна черта, позволяющая не тонуть одноклеточным водорослям, — объединение в колонии. Удивительная способность некоторых парящих организмов — изменение плотности в зависимости от температуры воды. В холодной среде удельный вес тела увеличивается, а в теплой — снижается, что препятствует погружению.
Фито- и бактериопланктон
Группа организмов, составляющая около 90% всего включает зеленый морской планктон и обитателей Это вольвоксовые, динофитовые, эвгленовые, криптофитовые водоросли, цианеи, зеленые бактерии. Они содержат в своем теле пигмент хлорофилл, как наземные растения. Фитопланктон поглощает растворенный в воде углекислый газ, использует фотосинтез для получения питательных веществ. Некоторые представители могут фиксировать азот, сероводород.
Благоприятные условия для роста и размножения фитопланктона:
- вода, богатая углекислым газом;
- солнечный свет;
- наличие минеральных элементов;
- умеренная температура и соленость воды;
- незначительная глубина.
Порой возникает резкое увеличение фитопланктона или «цветение» воды. В океане подобное явление наблюдается на огромной площади, охватывающей сотни квадратных километров. Большой экологической проблемой является «цветение» пресной воды, потребляемой для хозяйственно-питьевых целей. Некоторые представители фитопланктона выделяют токсины, опасные для рыб и человека.
Зоопланктон
Животный планктон — это что? Важная составная часть любой водной экосистемы. Без этой группы организмов многие обитатели океанов, морей, рек и озер не получили бы необходимое питание. Часть представителей зоопланктона имеет органы передвижения, не используя их для перемещения на большие расстояния. Выросты, щетинки, иголки, щупальца нужны таким организмам для плавания в прилегающем объеме воды и по вертикали.
Широкое распространение по горизонтали обеспечивается движением «по воле волн» и течений. Так, личинки ракообразных, иглокожих, рыбные икринки в составе планктона находятся менее двух месяцев. За этот период времени их уносит от первоначального места обитания за сотни километров. В составе зоопланктона можно найти личиночные стадии губок, актиний, червей, моллюсков, крабов, омаров и морских звезд. Многочисленные представители группы — рачки и криль, жизнь которых почти всецело зависит от наличия пищи — диатомовых водорослей.
Кто ест планктон?
В пищевой цепи каждый организм важен, без него не может существовать целое. Мелкие и бактерии участвуют в фотосинтезе, являются производителями органических веществ. Животные формы дрейфующих в воде организмов являются основными потребителями мельчайших водорослей и бактерий. Зоопланктон служит связующим звеном между бактериями, водорослями и крупными обитателями водоемов.
Крошечными рачками, крилем и крылоногими питаются многие рыбы, моллюски, некоторые птицы и даже Снижение численности планктона угрожает благополучию всей экосистемы Мирового океана. Ученые изучают эту проблему в связи с изменениями климата на планете, влияющими на температуру, соленость и прозрачность воды — среды обитания планктона.
Планктон
В состав планктона входят самые разнообразные организмы. Некоторые из них - личиночные формы бентосных видов, у других жизненный цикл проходит полностью в толще воды, вдали от твердого субстрата. Часть планктона представлена одноклеточными водорослями, способными к фотосинтезу, т.е. превращению диоксида углерода и воды в простые сахара и свободный кислород. Поскольку для осуществления фотосинтеза необходим свет, большинство этих организмов сосредоточено в верхнем слое воды.
Планктонные водоросли относятся к нескольким крупным таксономическим группам, основные из которых - диатомовые водоросли (диатомеи) и динофлагеллаты. Клетки первых покрыты кремнеземным панцирем. В некоторых местах диатомей настолько много, что их мертвые остатки, оседая на дно, образуют особые диатомовые илы, которые за миллионы лет местами превратились в мощные пласты горной породы - диатомита.
Фитопланктон
Диатомеи, динофлагеллаты и другие планктонные водоросли вместе составляют фитопланктон. Как и другие организмы, способные превращать неорганические вещества в органические, т.е. в собственную пищу, они называются автотрофами, что в переводе с греческого значит «самокормящиеся». Вместе с прочими автотрофами, например сухопутными растениями, они объединяются в экологическую группу продуцентов, поскольку являются первым звеном различных пищевых цепей.
Водорослевое цветение. Во многих морях, особенно в умеренной климатической зоне, в определенные сезоны, обычно зимой, вода обогащается минеральными солями, необходимыми для размножения фитопланктона. Когда весной вода прогревается, микроскопические водоросли начинают бурно делиться, взрывообразно увеличивая свою численность, и море становится мутным, а иногда даже окрашивается в несвойственный ему цвет. Это явление называют водорослевым цветением воды. Обычно оно идет на убыль и прекращается по мере истощения запасов необходимых солей: фитопланктонные организмы в массе гибнут и поедаются зоопланктоном, пока вновь не установится временное популяционное равновесие.
Красные приливы. Обычно водорослевое цветение сопровождается возрастанием численности зоопланктона, который, питаясь фитопланктоном, в определенной степени сдерживает рост его массы. Однако временами она увеличивается так быстро, что процесс выходит из-под контроля. Особенно часто это наблюдается при бурном размножении одного из видов динофлагеллат. Морская вода у побережья приобретает окраску и консистенцию томатного супа - отсюда и название «красный прилив». Главное же, что «цветущая» водоросль содержит токсин, опасный для многих рыб и моллюсков. Красные приливы во Флориде, Африке и других регионах приводили к гибели многих сотен тысяч этих животных.
Отравление моллюсками. Некоторые виды фитопланктона содержат нервно-паралитический яд. Двустворчатые моллюски, в частности мидии, питаются фитопланктоном, поэтому в определенные сезоны, как правило в теплые месяцы, поедают и огромные количества «цветущих» токсичных водорослей, накапливая в тканях их яд без видимого вреда для себя. Однако употребление в пищу таких моллюсков может вызвать тяжелое отравление.
Продуктивность. Фитопланктон активно размножается главным образом в прибрежных водах, а чем дальше от берега, тем ниже его продуктивность. Вот почему в открытом океане, особенно в тропиках, вода очень прозрачная и голубая, а у берегов, прежде всего в умеренном поясе, часто желтоватая, зеленоватая или бурого оттенка.
Резкое увеличение концентрации растворенных в воде минеральных солей, необходимых для развития фитопланктона, бывает связано с течениями, которые поднимают эти вещества из придонных слоев или выносят их из эстуариев, где накапливается много остатков мертвых организмов, минерализуемых бактериями. В некоторых участках океана существуют т.н. подъемы воды, или апвеллинги, - своеобразные течения, несущие богатую питательными (биогенными) элементами холодную океаническую воду с огромных глубин к прибрежному мелководью. Апвеллинговые зоны связаны с высокой продуктивностью фито- и зоопланктона, поэтому привлекают большое количество рыбы.
Зоопланктон
Непрерывно делящиеся планктонные водоросли с не меньшей интенсивностью поедаются зоопланктоном, который поддерживает их численность на примерно постоянном уровне. К планктонным животным относятся в основном крошечные рачки, медузы и личинки тысяч видов других морских животных. В зоопланктоне представлено большинство таксономических типов беспозвоночных.
Биоиндикаторы. Как и бентосные животные, зоопланктонные формы могут существовать лишь при определенных уровнях температуры, солености, освещенности и скорости движения воды. Требования некоторых из них к окружающим условиям настолько специфичны, что по присутствию данных организмов можно судить об особенностях морской среды в целом. Такие организмы обычно называют биоиндикаторами.
Хотя большинство зоопланктонных форм в какой-то мере способно активно передвигаться, в целом эти животные пассивно дрейфуют по течению. Однако многие из них при этом совершают ежедневные вертикальные миграции, иногда на расстояние до нескольких сот метров, реагируя на суточные изменения освещенности. Некоторые виды приспособлены к жизни в приповерхностном слое, где освещенность циклически меняется, тогда как другие предпочитают более или менее постоянный полумрак, который находят в дневное время на больших глубинах.
Глубоководный рассеивающий слой. Многие планктонные животные образуют плотные скопления на средних глубинах. Такие скопления впервые были выявлены приборами для измерения глубины - эхолотами: посылаемые ими звуковые волны, явно не дойдя до дна, рассеивались каким-то препятствием. Отсюда возник термин - глубоководный рассеивающий слой (ГРС). Наличие его свидетельствует о том, что большие количества организмов могут жить вдали от фитопланктонных продуцентов.
Зоопланктон вслед за фитопланктоном концентрируется в богатых биогенными веществами прибрежных апвеллинговых зонах. Повышенная численность здесь морских животных, несомненно, является следствием активного размножения водорослей.
Нектон
Нектон - группа активно плавающих организмов, способных противостоять силе течения и перемещаться на значительные расстояния. К Н. относятся рыбы, кальмары, китообразные, ластоногие, водные змеи, черепахи, пингвины. Для нектонных животных характерны обтекаемая форма тела и хорошо развитые органы движения. Н. противопоставляют планктону; промежуточное положение между ними занимает микронектон, представленный животными, способными к ограниченным активным перемещениям: молодь и мелкие виды рыб и кальмаров, крупные креветки, эвфаузиевые рачки и др.
Представители группы нектон обитают в толще воды и способны передвигаться независимо от течения. К ним относится водный клещ. Вообще все водяные клещи отличаются красивой, часто пестрой или яркой окраской. Тело водяных клещей укороченное, не членистое, голова, грудь и брюшко слиты вместе. У предельного края головного конца помещаются расположенные попарно глаза, заключенные в хитиновые капсулы. Ноги у водяных клещей плавательные, покрытые многочисленными волосками.
