Факторы разнообразия
 
 
Факторы разнообразия > Факторы разнообразия жизни в воде > Кислород в воде.

Кислород в воде.

Всем ведь нужно дышать. Источники растворенного в воде кислорода – фотосинтезирующие растения и водоросли в водоеме, а также диффузия кислорода из атмосферного воздуха. Внутренний фотосинтез прямо зависит от освещения, поступление из атмосферы – от площади открытой поверхности водоема (относительно его глубины), и от перемешивания воды.

Экосистемы, имеющие свободный кислород (т. е. аэробные условия), несут потенциально богатые сообщества аэробных организмов практически всех систематических групп. Экосистемы, где кислорода нет или почти нет (анаэробные), населены немногими анаэробными организмами – в основном бактериями, некоторыми простейшими и низшими червями. Питаются они с помощью брожения – это тоже разложение органики, но без окисления (анаэробно). Энергии на единицу потребляемой пищи при брожении получается на порядок меньше, чем при дыхании, и организмы-анаэробы при наличии в среде кислорода быстро уступают аэробам. Кроме того, кислород подавляет и сам процесс брожения. Зато при брожении выделяются специфичные вещества (вроде этанола), ядовитые для всех, кроме самих бродильщиков и подавляющие их соседей-аэробов. Иногда при взмучивании анаэробных донных илов (например, при установке принудительного перемешивания воды в глубоких прудах) в водоемах происходит отравление толщи воды сероводородом.

Растворимость кислорода в воде – около 10 мг/л (при 15 градусах). Если его в воде больше – он выходит в атмосферу; если меньше – проникает из нее. Если в водоеме много активных фотосинтетиков, продукция органики преобладает над разложением ее гетеротрофами – кислород выделяется в воду, и его там достаточно. Но если мало света или мало биогенов и фотосинтез не идет, или очень много органики накопилось и гниет – кислорода может не хватать. И хорошо, если водоем легко обменивается газами с атмосферой, и диффузия кислорода идет быстро – тогда все спасаются внешним кислородом. Если же водоем узкий и глубокий, или поверхность его перекрыта чем-нибудь – кислород кончается, и наступает Замор: дыхание сменяется брожением, аэробные организмы отравляются и гибнут. Еще, растворимость кислорода в воде снижается при нагревании ее: теплая вода чисто физически не может содержать много кислорода. Поэтому самые оксифильные организмы живут в водах холодных.

Чем меньше кислорода растворено в воде, тем более развитой должна быть дыхательная система животного. Пути ее развития: увеличение размеров жабр (дыхательных поверхностей); система принудительного промывания жабр, дыхательные пигменты в крови (для переноса больших доз кислорода). Все это свойственно животным в затхлых прудах и болотах; а в быстрых речках, где кислорода много, у мелких животных жабр может вообще не быть (например, у многих веснянок). Градацию жабр можно проследить на поденках: у прудовых Cloeon dipterum, Siphlonurus – широкие лопухи, способные к быстрым колебаниям; у речных Baetis, Cloeon ornatum – узкие малоподвижные жабры; у горных Baetis inexpectatus – совсем маленькие.

Еще один вариант – Дыхание воздухом с поверхности воды, Позволяет жить в воде, вообще не содержащей кислорода (и, кроме того, не иметь водных жабр с тонкими покровами, через которые в организм в первую очередь проникают яды). Особенно удобно в мелких водоемах, где поверхность всегда близко. Так живут взрослые жуки и клопы, некоторые личинки насекомых и крупные легочные улитки. Совсем оригинальный способ – присасываться к воздухоносным сосудам высших водных растений – Минирование. Это делают иные личинки мух специальными трубчатыми отростками на заднем конце тела.

  •