Xreferat.com » Рефераты по биологии » Життя в межах внутрішніх водойм

Життя в межах внутрішніх водойм

протягом тривалого часу.

Закономірності регуляції чисельності популяцій формувались у процесі еволюції гідробіонтів. Тому тут чітко проявляється зв'язок ендогенних і екзогенних складових пристосування популяцій до змін умов існування. Такі екологічні фактори, як температура води, її солоність, світловий період можуть істотно змінювати не тільки спрямованість метаболічних процесів, але й характер розмноження гідробіонтів. У багатьох безхребетних може відбуватись перехід від безстатевого до статевого розмноження. При статевому розмноженні плодючість, як правило, знижується, але зате підвищується життєстійкість нащадків.

На зміни таких умов середовища, як тривалість світлового періоду або солоність води, коловертки та інші безхребетні реагують змінами характеру розмноження, що слід розглядати як екологічну адаптацію. В залежності від умов існування співвідношення статей в популяціях при двостатевому розмноженні можуть бути різні.

За сприятливих температурних умов і достатнього забезпечення кормами в популяціях безхребетних розмноження відбувається лише партеногенетично, тобто без участі самців (ациклічно). Якщо протягом року поряд із партеногенетичним відбувається і статеве розмноження, воно має назву моноциклічного. У тих же випадках, коли протягом року одна самиця відкладає при статевому розмноженні кілька кладок яйцеклітин, розмноження називають поліциклічним. У пересихаючих водоймах відтворення популяцій відбувається переважно статевим способом.

За сприятливих умов у середовищі коловертки та деякі ракоподібні розмножуються партеногенетично, тобто без участі самців. При дефіциті кормів або несприятливих умовах середовища в популяції з'являються самці, і популяція переходить до статевого розмноження. Цей спосіб менш продуктивний і стримує розвиток популяції, незабезпеченої кормами. Якщо ж партеногенетичні самиці відкладають яйця, з яких виходять також самиці, то й далі продовжується партеногенез. При погіршанні умов існування з'являються так звані «міктичні» самиці. Вони відкладають яйця, з яких виходять самці, або яйця, які тривалий час можуть знаходитись у неактивному стані, і тому чисельність популяції не збільшується. Це один з шляхів регуляції чисельності популяцій. Він дуже поширений у гіллястовусих ракоподібних з родів дафнія, церіодафнія, моїна та багатьох інших родів, а також у коловерток. У природних умовах в популяціях цих організмів статеве і партеногенетичне розмноження може відбуватись одночасно або чергуватись в залежності від забезпеченості кормами та зміни інших умов середовища. При погіршанні умов існування починає переважати статеве розмноження і ріст популяції призупиняється.

Для прісноводних ракоподібних характерним є фільтраційний тип живлення. У зв'язку з цим популяція фільтраторів може опинитись у дуже несприятливих умовах, якщо у водоймі велика каламутність води. Ракоподібні нездатні відокремлювати органічні частинки від неорганічних і заковтують їх залежно від розміру частинок. Тому підвищення каламутності може призводити до надходження в травну систему рачків неорганічних речовин, які різко порушують процес травлення, внаслідок чого популяція втрачає здатність до відтворення. При хімічному забрудненні фільтратори накопичують отруйні речовини, зменшується їх плодючість і, зрештою гинуть від отруєння.

Про вплив умов середовища на плодючість свідчать спостереження за зяброногими ракоподібними артемією соляною (Artemia salina), які можуть жити у високомінералізованих водах (до 200 %о). Як і інші представники ракоподібних, вони можуть розмножуватись як статевим, так і безстатевим шляхом. При статевому розмноженні утворюються яйця, які, проходячи через статеву систему, покриваються міцною оболонкою і перетворюються в цисти. Життєздатність цист може зберігатись до 2—3 років, що відіграє важливу роль у збереженні популяцій артемій в умовах значних коливань умов середовища. Потрапляючи в сприятливі умови, цисти проходять повний цикл дроблення, і з них виходять личинки (наупліуси), які через ряд стадій перетворюються в рачків. Плодючість артемій залежить від коливань солоності води. При солоності 115 %о у водоймі виявляється до 72 % самиць, які виношують яйця або ембріони. При збільшенні солоності до 140 %о таких самиць залишається лише 49 %, а із збільшенням солоності до 180 %о — не більше 15 %.

Популяції водяних тварин самі регулюють свою чисельність і тим самим пристосовуються до змін умов середовища через репродуктивні процеси. Поповнення популяції може відбуватись завдяки народжуваності та міграції з інших місць. У водному середовищі перехід до складу популяції мігруючих організмів того ж виду — явище досить поширене, причому найлегше пристосовується при такому переході молодь мігрантів.

Стабільна популяція формується при збалансованому співвідношенні народжуваності і смертності. Динаміка чисельності популяції свідчить прсг тісний зв'язок особливостей біології виду і умов його існування. Вона є інтегральним показником ефективності усіх форм взаємодії виду з абіотичними факторами середовища.


2.3 Функціональні та інформаційні зв'язки водних організмів


Популяція як біологічна система надорганізменого рівня характеризується різноманітними функціями, які протікають у складних динамічних умовах середовища. При цьому вона зберігає свою самобутність у часі і просторі. На перший погляд здається неможливим зберегти цілісність популяції та її самобутність в умовах водного середовища, коли поряд з організмами однієї популяції знаходяться численні організми інших популяцій. Проте це можливе завдяки функціональним взаємовідносинам між окремими організмами однієї популяції. Популяція є така просторова сукупність, у якій усі особини тісно пов'язані між собою функціональними та інформаційними взаєминами.

Взаємини між окремими організмами в популяції реалізуються шляхом візуальних, звукових, вібротактильних та метаболічних контактів. У такому спілкуванні особливе значення мають хімічні речовини — феромони, які утворюються в організмі гідробіонтів, виділяються у воду і виконують сигнальну функцію. Вони легко розчинні у воді, тому швидко розносяться на значну відстань, сигналізуючи про статевий або міграційний стан особин. Феромони виділяються не тільки рибами, але й іншими організмами (ракоподібними, олігохетами тощо). Завдяки феромонам до місць нересту самиць підходять самці, які поливають ікру молоками. Специфічність феромонів виявляється і під час утворення міграційних скупчень риб, балянусів та інших гідробіонтів. Існують феромони і з іншими властивостями, які забезпечують внутрішньо-популяційні взаємини.

Численні факти підтверджують існування у гідробіонтів інформації з місця перебування окремих особин або їх груп.

Процес статевого спілкування у популяції черва Odontosyllis phosphorea також пов'язаний із світінням тіла самиць, причому через світлову інформацію зближуються самці і самиці лише одного виду.

Інформаційні контакти у водяних тварин здійснюються за допомогою генерації електричних розрядів (риби) або посилання ультразвукових сигналів (дельфіни). У безхребетних добре розвинуті системи контактів, пов'язаних з відчуттям механічних коливань води. У водяних тварин існують різноманітні механізми попередження про небезпеку (звукові та зорові сигнали), які своєчасно інформують, наприклад, про наближення хижаків, що викликає реакцію переляку.

Основою спілкування гідробіонтів однієї популяції є, по-перше, інформація про знаходження окремих особин або їх груп і, по-друге, спадково закріплений стереотип поведінки, який стимулює водяних тварин до пошуку і підтримання контактів у межах однієї популяції. Всю сукупність сигналів, які подаються організмами однієї популяції, можна розглядати як біологічне сигнальне поле. Завдяки йому організми одного виду тяжіють до взаємного зближення. Так, виметування ікри рибами здійснюється переважно у місцях, де риби того ж виду уже відкладали ікру.

Внутрішньо-популяційні угруповання організмів, які перебувають у найближчому сусідстві і безпосередньо пов'язані між собою певними формами сигналізації, можна розглядати як елементарну структурну одиницю популяції. У зв'язку з тим, що популяція може займати досить значний ареал, а окремі організми можуть знаходитись на досить великій відстані, саме внутрішньо-популяційні групи забезпечують стійкість популяції в цілому.


2.4 Щільність популяції організмів у водоймі


У гідробіонтів, які ведуть одинокий (відокремлений) спосіб життя, збільшення числа особин негативно впливає на їх розвиток, і навпаки, зграйні риби та інші водяні тварини краще себе почувають у співтоваристві з собі подібними: вони легше забезпечують себе кормом і менше витрачають енергії на його пошуки, перебуваючи в зграї. Експериментально доведено, що риба жовтокрилка (Cottocomephorus grewingki) в акваріумі не виявляє пошукової активності щодо корму і протягом кількох днів може навіть зовсім не їсти. У співтоваристві ж 10 рибок їх активність різко зростає, і вони поїдають протягом доби від 400 до 600 мг корму. Більшу активність в пошуках корму виявляють гольяни, омулі та деякі інші зграйні риби при високій щільності популяції. Так, якщо прийняти за 100 % масу корму, яку поїдали 50 дворічних омулів (у розрахунку на одну рибу), то при зменшенні їх кількості у акваріумі до 40 і 10, цей показник знижувався відповідно до 80 і 70 %, а при знаходженні тільки однієї риби її раціон знижувався до 47 %. Рачки при груповому вирощуванні (10 осіб) протягом 30 діб збільшували свою масу в середньому на 8,1 г, а призменшенні щільності їх посадки до 5 особин цей показник становив тільки 7,3 г.

Збільшення щільності популяції гідробіонтів, які ведуть зграйний спосіб життя, дає позитивні результати тільки в межах певного фізіологічного оптимуму, характерного для кожного виду. Перенаселення, навпаки, негативно впливає на стан популяції. Між щільністю популяції і природними умовами середовища повинна бути узгодженість. Популяція може мати генетично закріплену високу відтворювальну здатність, але її зростання стримується відсутністю достатніх кормових ресурсів.

Для оцінки узгодженості цих факторів введено спеціальний термін ємність середовища. Він характеризує швидкість відновлення необхідних ресурсів для вияву потенційних можливостей популяції — утворення нею продукції протягом певного проміжку часу. Цей показник може істотно відрізнятись у окремих груп організмів однієї популяції, які знаходяться в дещо відмінних умовах середовища. Наприклад, розвиток коловерток у водоймі може не відповідати потенційним можливостям виду та абіотичним умовам середовища лише тому, що в нього було вселено велику кількість риб, які інтенсивно виїдали цих безхребетних.

Ємність середовища — це фактично його потенційні ресурсні можливості до відтворення біологічної продукції. Відтворювальними вони називаються тому, що при вилученні з водойм певної кількості організмів популяція має відновлюватися за рахунок розмноження тих особин, що залишилися. Встановлення відтворювальних можливостей популяції є важливим показником для науково обґрунтованого планування промислового лову риб та інших гідробіонтів. Перелови плідників можуть підірвати відтворювальні можливості популяції. Так сталося з такими цінними морськими рибами, як нототенія, івасі та деякими іншими об'єктами промислового лову.

При штучному зарибненні ставків надмірною кількістю риб без урахування відтворювальних можливостей популяцій безхребетних тварин риби можуть інтенсивно їх виїдати і протягом короткого часу повністю підірвати свою кормову базу, а це призводить до зниження темпу росту риб. На відновлення біологічних ресурсів впливає не тільки інтенсивність їх вилучення, але й погіршання екологічних умов середовища.

Гідробіонти виділяють у водне середовище численні продукти своєї життєдіяльності. При досягненні критичного рівня їх концентрації розвиток популяції різко гальмується і може навіть загинути значна її частина. Встановлено, що шкіра деяких видів риб (миньок, балтійська мінога) виділяє речовини пептидної природи, які пригнічують активність ферментів, пов'язаних з репродуктивним процесом. При збільшенні щільності коропів в акваріумах без підсилення проточності води поряд із зменшенням швидкості їх росту спадала активність дихальних ферментів та зменшувався тканинний вміст макроергичних фосфорильованих сполук. При досягненні певної щільності в культурі дафній, моїй чи інших ракоподібних призупиняється їх подальший розвиток, і популяція починає знижувати свою чисельність. Це — один з механізмів регуляції чисельності популяції у природних умовах.


Висновки


Популяція гідробіонтів — це сукупність морфологічно і генетично схожих гідробіонтів одного виду, які протягом тривалого часу заселяють певну акваторію. У різних ділянках гідросфери умови середовища дуже різноманітні, тому кожен вид рослин, тварин та мікроорганізмів пристосовується до умов конкретних водойм. Популяція — надорганізмена біологічна система, здатна до саморегулювання. У процесі еволюції сформувались досить різноманітні механізми пристосування популяцій гідробіонтів до умов середовища, завдяки яким тривалий час може зберігатись їх генофонд та біологічне різноманіття.

До складу популяції входять особини, різні за статтю, віком, розмірами тіла та іншими біологічними показниками, тому її характеризують багатьма ознаками. Найчастіше говорять про статеву, вікову, розмірну, генетичну і просторову структуру популяції. Ці ознаки тісно пов'язані між собою і можуть свідчити й про стан популяції і умови, в яких вона розвивається.

Відмінність за морфологічними та фізіологічними показниками окремих організмів, які входять до складу популяції, характеризує її різноякісність. Внутрішньо-популяційна різноякісність притаманна різним видам водяних тварин.

Взаємини між особинами популяції досить складні. Поряд із проявами конкуренції в боротьбі за кормові ресурси та життєвий простір існують і вияви взаємодопомоги і взаємного стимулювання активності в пошуках більш сприятливих умов існування та захисту молоді.

Кожна видова популяція — це сукупність деякої кількості особин, що заселяють певний біотоп або акваторію. Чисельність популяції — відносна величина, вона коливається протягом навіть короткого часу в досить широкому діапазоні і в одному і тому ж місці ніколи не буває постійною. Біомаса кожної популяції — це сума індивідуальних мас усіх її співчленів. Кількісна характеристика популяції визначається числом особин та їх біомасою — незалежно від площі (або об'єму води), яку вона займає. Причому між чисельністю і біомасою немає прямої залежності: біомаса популяції, що складається з великої кількості дрібних форм, може бути значно меншою, ніж популяція з менш численних, але сформованих із більших за розмірами особин.

Взаємини між окремими організмами в популяції реалізуються шляхом візуальних, звукових, вібротактильних та метаболічних контактів. Для розвитку популяції фактор щільності може мати як позитивне, так і негативне значення. Збільшення щільності популяції гідробіонтів, які ведуть зграйний спосіб життя, дає позитивні результати тільки в межах певного фізіологічного оптимуму, характерного для кожного виду. Перенаселення, навпаки, негативно впливає на стан популяції.


Список використаних джерел


Алекин О.А., Ляхин Ю.И. Химия океана. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984.

Богословский Б.Б. Озероведение. — М.: Изд-во МГУ, 1963.

Богословский Б.Б., Самохин А.А., Соколов Д.П. Общая гидрология. — Л.: Гидрометеоиздат. — 1984.

Важное А.Н. Гидрология рек. — М.: Изд-во МГУ, 1976.

Водные ресурсы и водный баланс территории Советского Союза. — Л.: Гидрометеоиздат, 1967.

Давыдов Л.К., Дмитриева А. А., Конкина Н.Г. Общая гидрология. — Л.: Гидрометеоиздат, 1973.

Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. — М.: Высшая школа, 1982.

Загальна гідрологія. / За ред. С.М.Лисогора. – К.: Фітосоціоцентр, 2000. – 264 с.

Куков Л.А. Общая океанология. — Л.: Гидрометеоиздат, 1976.

Кац Я.Л. Болота Земного шара. — М.: Наука. 1971.

Левковский С.С. Водные ресурсы Украины. Использование и охрана. — Киев: Вища школа, 1979.

Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. — М.: Изд-во АН СССР. — 1955.

Маккавеев Н.И., Чалов Р.С. Русловые процессы. — М.: Изд-во МГУ, 1986.

Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

Михайлов В.П., Добровольский А.Д. Общая гидрология. — М.. Высшая школа, 1991.

Овчинников А.М. Общая гидрогеология. — М.: Госнаучтехиздат, 1955.

Основи загальної гідрології /За ред. С.С.Левківського. — Київ: Вища школа, 1975.

Ободовський О.Г. Руслові процеси. — К.: ВЦ "Київський університет", 1998.

Пелешенко В.І., Хільчевський В.К. Загальна гідрохімія. — Київ: "Либідь", 1997.

Романенко В.Д. Основи гідроекології – К.: Обереги, 2001. – 728 с.

Руденко Ф.А., Попов О.Є. Гідрогеологія. — Кию: Вид-во Київського ун-ту, 1959.

Справочник по водним ресурсам / Под ред. Б.И.Стрельца. — Киев: Урожай, 1987.

Чалов Р.С. Географические особенности русловых процессов. — М.: изд-во МГУ. 1979.

Чеботарев А.И. Общая гидрология. — Л.: Гидрометеоиздат, 1975.

Похожие рефераты: