Понятие о планктоне, фитопланктоне, биопланктоне

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Геология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Планктон

Планктон — (от греч. рлбнкфпн -- блуждающие) совокупность организмов, обитающих в толще морской воды и неспособных противостоять переносу течением. Планктон составляют многие бактерии, диатомовые и некоторые другие водоросли (фитопланктон), простейшие, некоторые кишечнополостные, моллюски, ракообразные, оболочники, яйца и личинки рыб, личинки многих беспозвоночных животных (зоопланктон). Планктон непосредственно или через промежуточные звенья пищевых цепей служит пищей всем остальным животным, обитающим в водоемах.

Термин планктон впервые предложил немецкий океанолог Виктор Хензен в конце 1880-х.

Планктон представляет собой массу микроскопических растений и животных, не способных к самостоятельному передвижению и обитающих в приповерхностных хорошо освещенных слоях воды, где они образуют плавучие «кормовые угодья» для более крупных животных.

Динофизис хвостатый Dinophysis caudata -крупный представитель черноморского фитопланктона — расправив паруса, парит в толще воды.

Растительные фотосинтезирующие планктонные организмы нуждаются в солнечном свете и населяют поверхностные воды, в основном до глубины 50--100 м. Бактерии и зоопланктон населяют всю толщу вод до максимальных глубин.

Планктонные организмы имеют множество способов замедлить погружение. Например, разными способами увеличивают свою поверхность — превращают себя в парашюты. Например, у водорослей — панцирных жгутиконосцев из рода динофизис есть несколько парусов, чтобы парить в воде (но и пара жгутиков для движения у динофизиса есть). Клетки диатомовых водорослей из рода хетоцерос имеют по четыре длинные щетинки — хеты, увеличивающие их поверхность.

Те же хетоцеросы демонстрируют еще один способ увеличения «парусности» — образование колоний-цепочек делящимися клетками. Это свойственно многим планктонным водорослям и бактериям. А еще один хетоцерос Chaetoceros socialis образует колонии в шарах из слизи выделяемой его клетками.

Многим планктонным организмам удается не только не тонуть, но самим определять, на какой глубине им лучше находиться. Морские цианобактерии имеют специальные пузырьки в клетках — газовые вакуоли. Они всплывают или уходят глубже, регулируя объем газовых вакуолей. Умеют погружаться и всплывать, еще неизученным до конца способом, и одноклеточные водоросли динофлагелляты.

Большинству планктеров возможность регулировать глубину своего погружения дает способность к активному движению. Рачки — гребут своими ножками-веслами и длинными антеннами, личинки рыб — уже немножко умеют плавать, инфузории, личинки червей и моллюсков — имеют реснички для движения, многие водоросли планктона — двигаются с помощью жгутиков; медузы плавают, сокращая купол и выталкивая из-под него воду, гребневики гребут тысячами гребных пластинок, состоящих из таких же, как у инфузорий, ресничек.

И, конечно, способность двигаться нужна планктонным животным и растениям для того, чтобы микроскопическая жертва смогла избежать микроскопического хищника, и наоборот — чтобы хищник смог схватить свою жертву.

Не весь планктон — невидим. Крупные медузы и гребневики — тоже планктон. Они умеют плавать — но так медленно, что течения полностью владеют их судьбой. Иногда к берегу прибивает несметное их количество — этим отличается именно Черное море, где высока доля желетелого планктона (часто — более 90% общей массы зоопланктона в прибрежье.

Желетелый планктон у крымского берега Черного моря: медузы аурелии Aurelia aurita и гребневики мнемиопсисы Mnemiopsis leidyi

Немногих других планктеров можно увидеть невооруженным глазом. Например, быстрых хищников с прозрачным вытянутым телом — морских стрелок сагитт; планктонных многощетинковых червей — они особенно заметны, когда образуют скопления в период спаривания; или вот такую, похожую на разноцветного попугайчика, пятимиллиметровую личинку рыбы-собачки — она уже довольно большая, скоро станет похожа на взрослую рыбку.

Личинка морской собачки

Подавляющее же большинство видов планктона, все его гигантское разнообразие — такие маленькие существа, что мы их не видим. Они — в каждой капле морской воды, в которой мы ныряем, купаемся, которая брызгами волн летит на берег.

Обычные представители летнего черноморского планктона: гидроидная медуза Sarsia, веслоногие рачки Oithona; крупные одноклеточные водоросли динофлагелляты Dinoflagellata, похожие на изогнутые сабли — Ceratium fusus; маленькие, как золотистые монетки, динофитовые водоросли Prorocentrum sp. — некоторые из них проглочены медузкой — они уже внутри купола сарсии

В поле микроскопа мы видим одноклеточные водоросли — фитопланктон, здесь же — поедающий их зоопланктон — мелкие рачки, гидроидные медузы, личинки рыб и беспозвоночных …

Фитопланктон

Фитопланктон — фотосинтезирующие организмы, живущие в толще воды; то есть — одноклеточные водоросли и фотосинтезирующие бактерии. Их очень много. В конце лета — начале осени — в период самой теплой воды и время расцвета планктона, у кавказского берега Черного моря, в 1 литре воды у поверхности, обычно насчитывается от десяти тысяч до десяти миллионов клеток фитопланктона. Поскольку они очень маленькие, от нескольких микрон до долей миллиметра, этому огромному их числу соответствует совсем ничтожный вес: 1 миллион клеток черноморского фитопланктона весит всего полграмма.

В Западной части моря, хорошо удобренной реками, особенно Дунаем, фитопланктона может быть и в десять, и в сто раз больше. Если сложить всю массу фитопланктона, находящегося в Черном море в один из обычных августовских дней, то в этом случае мы получим астрономическую цифру — около шести миллионов тонн! Число из тех, которые трудно представить, соотнести с чем-то привычным — и не обязательно это делать; зато — эта величина поможет понять роль одноклеточных водорослей фитопланктона в жизни моря: эта роль — главная. Экология Черного моря — это, в первую очередь — экология планктона.

И так — не только в Черном море — в Океане вообще.

При упоминании морских растений нам обычно приходят в голову разноцветные, похожие на наземные кусты, многоклеточные водоросли; но вспомним — они растут только у самого берега, ведь им надо закрепиться на дне, а с другой стороны — им нужен свет. Поэтому водоросли-макрофиты — разнообразные и красивые, заселяют подводный склон лишь до глубин 40−50 метров в — Черном море, до 100 метров — в морях с более прозрачной водой.

А микроскопический фитопланктон живет по всему морю, в его освещенной, фотической зоне — до 100 метров в глубину. Кроме того, микроскопические водоросли могут очень быстро расти и размножаться — некоторые виды способны удваивать свою биомассу за день! Поэтому, они — главная морская растительность, основа жизни в море: улавливая солнечный свет, они превращают воду, углекислый газ, и соли морской воды — в свое живое вещество — растут.

На языке экологии это процесс называется первичной продукцией. Зоопланктон поедает фитопланктон — и тоже растет и размножается, это уже вторичная продукция. А затем наступает черед редукции — разложения: все, рождается и живет — умирает, и останки всех планктеров, и вообще всего живого в море — достаются бактериям, населяющим водную толщу. Бактериопланктон разлагает эти останки, возвращая вещество в неорганическое состояние.

Это — круговорот веществ в море.

Колонии планктонных цианобактерий под электронным микроскопом

К фитопланктону относятся не только водоросли, но и планктонные фотосинтезирующие бактерии. Это цианобактерии (раньше их еще называли сине-зелеными водорослями, но это настоящие бактерии — прокариоты — в их клетках нет ядер).

В Черном море они встречаются, в основном, в прибрежных водах, особенно, в опресненных районах — рядом с устьями рек, много их опресненном и переудобренном Азовском море; многие цианобактерии выделяют токсины.

Все планктонные растения — одноклеточные, вокруг них плавает столько быстрых и ловких хищников — как же им удается уцелеть? Ответ на этот вопрос таков: уцелеть не удается, но продлить существование получается.

Во-первых, большинство растений планктона — подвижны: у них есть жгутики, у кого один, у кого — пара, а у зеленых празинофитов Prasinophyceae — целых четыре (или даже восемь!), и носятся они по своему маленькому миру — не менее шустро, чем простейшие животные.

Во-вторых, очень многие планктонные водоросли имеют внешний скелет — панцирь. Он защитит от мелких инфузорий, но будет бесполезен против челюстей крупных личинок раков. Церациум, например, такой большой — до 400 микрон, его панцирь такой крепкий, что почти никто из зоопланктеров с ним не справится, но планктоядные рыбы съедят и его.

В составе черноморского фитопланктона — не менее шести сотен видов; мы обратим внимание на те из них, что наиболее важны в жизни моря, или просто интересны; больше внимания — тем, кого можно разглядеть в обычный микроскоп. Среди них — представители таких групп водорослей:

Динофлагелляты, класс Dinophyceae — панцирные жгутиконосцы (греч.). Наряду с диатомеями, эти крупные водоросли хорошо видны в микроскоп даже при малом увеличении. У динофлагеллят есть по 2 жгутика, расположенных в бороздках панциря: один жгутик извивается вокруг тела, другой направлен вперед. Эти жгутики закручены штопором и работают, как пропеллеры: в результате, клетка водоросли крутится вокруг своей оси, и одновременно плывет вперед — по спирали, ввинчивается в воду.

Ceratium tripos — одна из самых крупных динофлагеллят

Жгутики очень тонкие, под микроскопом их не видно, но бороздки, в которых они вращаются, видны. Панцирь динофлагеллят — тека — построен из органических веществ, среди которых преобладает целлюлоза, и составлен из многих пластин, защищающих клетку. Впрочем, есть много мелких динофлагеллят, обходящиеся без жесткой теки — больше всего их относится к роду гимнодиниум Gymnodinium. Формы динофлагеллят бывают очень причудливы — достаточно взглянуть на разные виды церациумов и динофизисов. Вот несколько динофитовых водорослей, обычных в летнем планктоне Черного моря, их легко увидеть даже через самый простой микроскоп: пророцентрум миканс Prorocentrum micans, церациум фурка Ceratium furca (фурка, по-латыни — вилка, посмотрите на форму этой водоросли) маленькая скрипсиелла Scrippsiella trochoidea и гониолакс закрученный Gonyaulax spinifera — в его скульптурной теке хорошо видны желобки, в которых укладываются жгутики.

Ceratium furca, сверху — крупный протоперидиниум

Prorocentrum micans

Scrippsiella trochoidea

Gonyaulax spinifera

Когда наступают холода, многие динофлагелляты меняют форму, обрастают толстой стенкой, и падают на дно. Толстая стенка нужна для защиты от поедания, а гониолакс еще и окружает себя шипами. Иногда течения поднимают цисты со дна, и если оказывается, что уже стало тепло, из этой оболочки вылезает нормальная клетка водоросли и начинает свою обычную планктонную жизнь. Такой момент выхода динофлагеллят из цист мы застали в феврале 2002 года в Утрише, рядом с Анапой. Оболочка цисты — уже как тонкая пленка, она рвется, и из неё выходит молодая клетка, ее панцирь ещё не успел стать жестким.

Циста Gonyaulax

Динофлагелляты, помимо прочих интересных особенностей, необычны еще и тем, что многие из них могут питаться как животные — растворенной органикой, или даже захватывать частицы органического вещества из среды — фагоцитировать, подобно простейшим. Некоторые при этом сохраняют способность к фотосинтезу, таких называют — миксотрофы; это, например, виды рода Ceratium. А некоторые динофлагелляты утеряли пластиды и стали настоящими гетеротрофами — динофизисы (Dinophysis), протоперидиниумы (Protoperidinium). Огромных, до полутора миллиметров в диаметре, динофлагеллят из рода ноктилюка Noctiluca sp. даже относят к зоопланктону. Ее размеры позволяют не то, что одноклеточную водоросль, а личинок животных поедать.

Protoperidinium granii

У некоторых даже образовалось нечто вроде рта и выворачивающейся наружу глотки. Этот протоперединиум Protoperidinium granii садится своими ножками на жертву, между ножек выскакивает глотка — и захватывает, затягивает более мелкую клетку, внутрь своей. Настоящий хищник.

Так что, по родственным связям, они — водоросли, но по образу жизни, экологической нише — животные. А вот другие динофлагелляты-гетеророфы, например, виды из родов протоперидиниум, динофизис — по привычке, до сих пор включаются многими экологами в подсчеты клеток фитопланктона.

Есть гетеротрофные динофлагелляты — паразиты других планктонных водорослей.

Динофлагелляты появляются в Чёрном море весной. Больше всего динофлагеллят во время августовско-сентябрьского пика фитопланктонной жизни, а концу осени они почти исчезают.

Achnantes brevipes

Диатомовые водоросли, Диатомеи, класс Bacillariophyceae — у этих водорослей есть тяжелый кремниевый панцирь из двух половинок (диатома, по-гречески — состоящая из двух частей). Одна половинка — коробочка, в которой лежит клетка, другая половинка — крышечка. Когда диатомеи делятся, две половинки скелета разделяются между дочёрними клетками. Вот сфотографированная сбоку колония цепочка диатомеи ахнантеса, это крупные клетки, и можно разглядеть, где у них коробки, а где — крышки. Между прочим, ахнантес — вид, живущий на дне или на поверхности крупных водорослей. Но течения и волны нередко выносят его в толщу воды — в планктонное сообщество.

Еще несколько донных диатомей, постоянно всплывающих в прибрежный планктон: ликмофора изящная, грамматофора морская, плевросигма удлиненная и талассионема прибрежная.

Самые обычные диатомеи в море — хетоцеросы — род Chaetoceros, что, по-гречески, значит — щетинистые. Их можно найти в любой части Мирового океана и почти в любое время года. Это цепочки-колонии клеток, от каждого из углов которых отходит длинная и острая щетинка-хета. Хетоцерос изогнутый Chaetoceros curvisetus — самый обычный в Черном море вид этого рода, да и не только здесь — это успешный космополит.

Щетинки — защита хетоцероса, они — жестокое и мощное оружие, даже против крупных животных. Известны случаи массовой гибели рыб, жабры которых были исколоты щетинками хетоцеросов. Изучая питание мидий в Черном море, мы обнаружили, что когда в планктоне много хетоцеросов, эти моллюски-фильтраторы вообще перестают есть, закрывают свои створки, чтобы не повредить нежные ткани колючками диатомей.

Хетоцерос сжатый Chaetoceros compressus

Chaetoceros laciniosus — его отличают изогнутые, как длинные щипцы, конечные пары хет колонии

Хетоцерос изогнутый

Chaetoceros curvisetus

Диатомовым водорослям, в их тяжелых доспехах из кремния, не утонуть — трудно. Жгутиков для движения у них нет. У них есть только один способ замедлить погружение — увеличенная поверхность клетки. Для этой цели обычно служат выросты панциря — длинные колючие щетинки нужны хетоцеросам не только для защиты, они еще и помогают парить в воде. На примере хетоцероса мы видим и другой способ увеличения поверхности — образование колоний-цепочек — десятки клеток плавают, сцепленные друг с другом. Поделилась одна из них — и на одну клетку в колонии стало больше. Так же увеличивает поверхность похожая на лестницу колония диатомеи хемиаулюса Hemiaulus hauckii.

колонии Hemiaulus hauckii

Колонии Pseudonitzschia pseudodelicatissima

Строит колонии и псевдоницшия Pseudonitzschia: клетки-иголочки соединены в длинные нити. Псевдоницшия — типичный пример вида-оппортуниста — она способна произвести очень быструю и масштабную вспышку численности, в самых, казалось бы, неблагоприятных условиях — например посреди зимы, или в период летней депрессии фитопланктонного сообщества. Зато у нее нет конкурентов: используя минимум ресурсов, эта крошечная, толщиной 1−2 микрона и длиной 20 микрон, диатомея — очень быстро растет и размножается.

Ведь — чем меньше отношение объема клетки к ее поверхности — тем выше скорость поглощения питательных веществ из воды. В этом — один из секретов скорости роста самых маленьких клеток фито- и бактериопланктона.

Поэтому и основной вклад в обновление массы жизни в море — в первичную продукцию морской экосистемы — вносят самые маленькие виды фитопланктона, меньше 20 микрон, которых относят размерным группам, называемым наннопланктон — клетки от 2 до 20 микрон в диаметре, и пикопланктон < 2 микрон.

В клетках нано- и пикопланктона содержание хлорофилла выше, чем у микропланктона. Под обычным световым микроскопом — их еле видно, и то, только пока они живые — окрашены и движутся. И планктонной сеткой они не ловятся — проскакивают в 10-микронные ячеи самого мелкого планктонного газа. По этим техническим причинам роль наннопланктона долгое время недооценивалась — исследователи обращали внимание на хорошо заметный микропланктон (> 20 микрон), к которому относятся большинство описанных выше видов диатомей и динофлагеллят. К нанопланктону относятся кокколитовые и диктиоховые водоросли, о которых — ниже.

Зимой в прибрежном планктоне мало водорослей, но, с наступлением весны — удлинением светового дня, потеплением воды — море расцветает: сначала — появляются самые мелкие водоросли нанопланктона — крошечные жгутиконосцы без жестких клеточных покровов, кокколитины, мелкие диатомеи — чаще всего это псевдоницшии, мелкие динофлагелляты, далее — все более крупные хетоцеросы и другие диатомеи; затем — приходит черед крупных гетеротрофных динофлагеллят, потом — их всех съедает зоопланктон.

Давно было замечено, что весенний всплеск фитопланктонной жизни в Черном море наиболее выражен в годы с предшествующей теплой зимой. С середины мая до середины июля в крупном фитопланктоне Черного моря преобладают хетоцеросы, встречаются и динофлагелляты.

Именно во время снижения численности крупного фитопланктона в конце весны — начале лета, в Черном море берет начало новый цикл сукцессии — смены состава и численности планктона. Начинают его, как правило, мелкие нанопланктонные водоросли: кокколитофориды.

Кокколитина сиракосфера Syracosphaera sp

Кокколитофориды, (греч. — несущие круглые камешки), или кокколитины. Это очень маленькие — 5−10 микрон — представители нанопланктона, имеющие пару жгутиков клетки, и защищенные круглыми известковыми латами, которые и называются — кокколиты.

Эти водоросли относятся к отделу гаптофиты, или примнезиофиты Haptophyta (= Prymnesiophyta). Они такие крошечные, что обычно проскакивают через ячейки нашей сети, их ловят на специальных фильтрах с отверстиями 1 микрон. Из-за своей малой величины, они плохо видны в световой микроскоп, но вы можете различить, как курчавится на их поверхности масса пластинок-кокколитов.

Meringia sp

Класс Диктиоховые Dictyochophyсeae (раньше их называли Кремнежгутиковые водоросли, или Силикофлагелляты Silicoflagellata) Обычно, в составе планктона, кремнежгутиковых гораздо меньше, чем диатомей или динофлагеллят. Но иногда, во время весеннего цветения прибрежных вод, в море появляется множество красивых мелких клеток, чей ажурный скелет с длинными шипами-спикулами, как будто выкован ювелиром — это диктиоха Dictyocha sp., одноклеточная водоросль с кремниевым скелетом. Только, в отличие от диатомей, скелет диктиохи не составлен из двух кремниевых половинок, и ещё — силикофлагелляты подвижны, у них есть жгутики. Вот еще одна кремнежгутиковая водоросль — мерингия Meringia sp.

Eutreptia lanowii

Эвгленовые водоросли Euglenophyceae, родственные зеленым — они не имеют никакого панциря, никакой твердой защиты, только слизевую оболочку — появляются иногда в прибрежных водах, когда создаются благоприятные для них условия — опреснение, избыток питательных веществ — размножаются во множестве, и быстро исчезают — их съедают. Но выжившие — покрываются твердой оболочкой и ложатся на дно, выжидая, когда наступит подходящее время для размножения. У эвглен есть светочувствительный глазок. Вот эта крохотная зеленая колбаска, длиной до 15 микрон, часто появляющаяся у наших берегов, называется эутрепция Eutreptia lanowii.

Клетки четырехжгутиковых празинофитов Prasinophyceae

Празинофиты кл. Prasinophyceae, отд. Зеленые водоросли — мелкие клетки (относятся к пикопланктону) с 1−8 жгутиками, покрытые защитными чешуйками, иногда вызывающие цветение воды в опресненных участках прибрежья — например, после ливневого сброса рек. Их роль в общей экологии моря мало изучена, т.к. определять и исследовать их с помощью светового микроскопа почти невозможно.

Проросток бурой водоросли

Еще одна водоросль — окрашена в буро-зелёный цвет, у нее явно нет твердого панциря, она многоклеточная. Это проросток бурой макроводоросли — из тех, что мохнатыми кустами растут на подводных камнях, возможно — это начало полутораметрового «дерева» бородатой цистозиры Cystoseira barbata — главной макроводоросли черноморского прибрежья… Пока же в ней — не более десятка клеток, она живет в планктоне, ее влекут течения и может выбросить на берег — тогда она погибнет; она может осесть на песчаное дно, не сможет закрепиться на нем, и ее съедят донные раки… Из тысяч таких проростков выживает и вырастает во взрослое растение — один.

Морской фитопланктон состоит в основном из диатомовых водорослей, перидиней и кокколитофорид; в пресных водах -- из диатомовых, синезелёных и некоторых групп зелёных водорослей. В пресноводном зоопланктоне наиболее многочисленны веслоногие и ветвистоусые рачки и коловратки; в морском -- доминируют ракообразные (главным образом веслоногие, а также мизиды, эвфаузиевые, креветки и др.), многочисленны простейшие (радиолярии, фораминиферы, инфузории тинтинниды), кишечнополостные (медузы, сифонофоры, гребневики), крылоногие моллюски, оболочники (аппендикулярии, сальпы, бочёночники, пиросомы), яйца и личинки рыб, личинки разных беспозвоночных, в том числе многих донных. Видовое разнообразие планктона наибольшее в тропических водах океана. Размеры организмов планктона колеблются от нескольких мкм до нескольких м.

Поэтому обычно различают:

o наннопланктон (бактерии, наиболее мелкие одноклеточные водоросли)

o микропланктон (большинство водорослей, простейшие, коловратки, многие личинки),

o мезопланктон (веслоногие и ветвистоусые рачки и др. животные менее 1 см)

o макропланктон (многие мизиды, креветки, медузы и др. сравнительно крупные животные)

o мегалопланктон, к которому относят немногих наиболее крупных планктонных животных.

Зоопланктон

Зоопланктон является наиболее многочисленной группой гидробионтов, имеющих огромное экологическое и хозяйственное значение. Они потребляют формирующееся в водоемах и приносящееся из вне органическое вещество, ответственны за самоочищение водоемов и водотоков, составляют основу питания большинства видов рыб, наконец, они служат прекрасным индикатором для оценки качества воды.

Крупные представители черноморского зоопланктона — сцифоидные медузы аурелия и корнерот, гребневики плевробрахия, мнемиопсис и берое (с последними двумя видами связана наиболее драматическая недавняя история вселения чужеродных видов в Черное море) — хорошо заметны, наблюдать за ними интересно и совсем несложно. Обычно, в теплое время года, масса желетелого планктона исчисляется десятками или сотнями грамм (иногда — больше 1кг) в кубическом метре воды в прибрежье Черного моря; при этом, биомасса других, мелких планктеров — редко превышает 10 г в 1 м3.

Веслоногий рачок ойтона Oithona sp

Самые большие из маленьких — веслоногие раки, копеподы Copepoda. Это — главные охотники за водорослями фитопланктона. По аналогии с наземными сообществами, можно сказать, что они — травоядные; только эта трава — умеет убегать, точнее — уплывать!

Их броски стремительны: увидел жертву — рывок — схватил — замер, поедает. Быстрые, рваные движения веслоногих рачков видны и без микроскопа, если посмотреть густую пробу планктона на просвет — самих животных не видно, а броски их заметны! Учитывая бешеную подвижность планктонных раков, лучше их обездвижить каплей формалина, — иначе под микроскопом за ними трудно уследить.

У большинства веслоногих рачков — очень длинные антеннулы, которые служат для движения — с помощью гребков этих упругих весел они совершают свои стремительные броски. Копеподы почти прозрачны, в брюшке выделяются оранжевые половые железы; часто можно разглядеть самок с икрой, которую они подвешивают в двух сумках к тонкому брюшку. У веслоногих раков — один глаз в центре головы; отсюда — название известной пресноводной копеподы — циклоп.

Науплиус

Так же много в планктоне и личинок раков на ранних стадиях развития — науплиусов, большинство из них — личинки тех же веслоногих рачков. Эти маленькие волосатые чудовища не менее подвижны и прожорливы, чем взрослые копеподы — им надо есть как можно больше, чтобы вырасти, и, после многократных линек, превратиться во взрослое животное — скорее всего, в ойтону, калянуса, или акарцию — их здесь больше всего.

Инфузория поглощает динофитовую водоросль протоперидиниум

В составе зоопланктона, заметную роль играют инфузории — их много, разных. Они густо опушены ресничками; благодаря им инфузории быстро носятся в воде. Тысячи ресничек, как тысячи вёсел, непрестанно машут — гребут — и толкают одноклеточного хищника вперед. Вот инфузория уже поймала довольно крупную динофлагелляту и собирается втянуть ее внутрь себя. Обычно, когда водоросли планктона размножаются очень сильно, инфузории становятся первыми, кто набрасывается на разросшуюся «растительность».

Инфузория тинтиннида

Есть удивительные планктонные инфузории, иногда попадающие в наши пробы — тинтинниды. Тело-клетка тинтинниды спрятано в домик, похожий на рюмку. Края этой рюмки окружены ресничками, которые трепещут, загоняя частицы — съедобные и несъедобные — внутрь домика, ко рту инфузории. Даже на фотографии видно, как машут реснички, окаймляющие вход в воронку.

Коловратка

Самое маленькое многоклеточное животное — коловратка. Эти крошечные звери бывают 50 микрон в длину — меньше многих планктонных водорослей! Наша — около 100 микрон. При таком размере, у нее есть мышцы, пищеварительная система. Рядом — как будто специально для сравнения — лежит крохотная диатомея.

Личинка хамсы

Самые большие организмы, которые мы встречаем в микроскопическом планктоне — личинки рыб. Эта — напоминает личинку хамсы Engraulis encrasicholus ponticus, или родственной ей рыбы — их в очень много в майских пробах планктона. Хотя плавники у этих будущих рыб уже есть, им не уплыть даже от хищной личинки рака. И все, кого мы увидели через микроскоп в наших планктонных пробах, могут стать добычей липучих щупалец гребневиков или стрекательных клеток медуз.

Личинки подрастут, превратятся во взрослых рыб, станут плавать быстрее — и — согласно новому образу жизни, другим возможностям — займут другую экологическую нишу: перейдут из пассивно дрейфующего планктона в нектон — так называют быстроходных обитателей водной толщи, способных плыть туда, куда им надо, а не туда, куда их уносит течение.

Не только многие рыбы, но и вообще большинство жителей моря, хотя бы часть своей жизни проводят в составе планктона — гаметы и споры многоклеточных водорослей, икринки и личинки донных беспозвоночных — например, моллюсков, десятиногих раков.

В планктонных пробах из прибрежья Черного моря мы находим множество разнообразных личинок донных животных. С ранней весны до середины осени, часто встречаются трохофоры — личинки многощетинковых червей — полихет — и моллюсков. Они двигаются с помощью ресничек, собранных в несколько рядов. По мере того, как трохофора растет, она меняется, и приобретает черты, в которых уже можно узнать будущее взрослое животное.

Вот совсем «большая» — 0,4 мм — личинка двустворчатого моллюска, скоро она уже будет готова осесть на дно. А с этой личинкой — с веселым хохолком на голове — нам повезло, она встречается довольно редко; это пилидий — личинка червя немертины.

Трохофора — личинка полихеты

Поздняя личинка двустворчатого моллюска

Пилидий — личинка червя немертины

Такой «временный» планктон, как эти личинки, называют — меропланктон, в отличие от голопланктона — например веслоногих раков — у них и взрослые особи живут в толще воды, и личинки — науплии — развиваются среди планктона.

Образ жизни, местообитание, способ питания планктонных личинок и их взрослых особей того же вида со дна моря — совсем разные: они занимают разные экологические ниши. В этом — вполне доступный нашему пониманию смысл: различие в образе жизни личинок и взрослых особей — разделение жизненного цикла по разным экологическим нишам — помогает выживанию популяции.

Плюс к этому — планктонные личинки носит по всему морю, они расселяются и заселяют новые местоообитания. На мобильности и избыточном численности личинок двустворчатых моллюсков основана марикультура мидий: каждый год, весной, огромное количество их личинок осаждается на вывешенные в море канаты-коллекторы и дает новый урожай фермерам.

Некоторые морские животные, наоборот, проводят большую — взрослую, половозрелую — часть жизни в толще воды. Например, самая обычная сцифоидная медуза в Черном море — аурелия (Aurelia aurita), важнейший вид в составе местного зоопланктона. Донная стадия ее жизненного цикла представлена небольшим полипом, значительно уступающим по размеру медузе. Полипы аурелии размножаются почкованием — дают начало новым полипам и отпочковывают новых медуз.

Жизненный цикл медузы аурелии Aurelia aurita

Планктон служит пищей и донным организмам-фильтраторам — двустворкам, губкам, актиниям, массе других видов зообентоса — и многим рыбам. Это хамса, атерина, шпрот — основные черноморские рыбы-планктофаги.

Хамса плывет с раскрытым ртом и фильтрует планктон ситом жаберных тычинок; время от времени она проглатывает накопившуюся пищу. Так же питаются другие черноморские рыбы планктофаги — атерина, шпрот.

Хамса нападет на планктон ночью, и будет есть всех — диатомей, динофлагеллят, рачков, икру и личинок — в том числе своих собственных! Ночью — потому, что именно ночью зоопланктон поднимается к поверхности, и хамса следует за ним. Впрочем, у самого берега, где глубина меньше 30−50 метров, вертикальных миграций планктона не увидишь — на мелководье все перемешивается.

У берега ходят стаи атерин Atherina mochon pontica — небольших рыбок с удлиненным телом и золотистой спинкой — их всегда много в теплое время года; это — одни из главных поедателей планктона в прибрежных водах. За атеринами охотятся хищные, быстрые ставриды и луфари.

Днем зоопланктерам опасно быть у поверхности — там, на свету, они слишком хорошо заметны тем, кто их ест. В открытом море они держатся ниже 30 метров, в зависимости от прозрачности воды и освещенности. А фитопланктон днем старается быть ближе к свету — но не у самой поверхности, где прямые лучи солнца могут повредить чувствительные к ним фотосинтезирующие структуры клеток водорослей. В открытом море, в солнечный летний день, наибольшая плотность фитопланктона наблюдается на глубине около тридцати метров.

Есть еще одна — удивительная — возможность убедиться в существовании микроскопической жизни воды, увидеть — невидимое: планктон светится в темноте.

На черноморском побережье обычно говорят — «вода фосфорится»; к фосфору свет планктона не имеет отношения, это биохимическая реакция — расщепление вещества люциферина специальным ферментом — люциферазой; при каждой такой реакции выделяется один квант зеленого света. Так же светятся и жуки-светлячки чтобы самки и самцы нашли друг друга в темноте ночи. А у планктонных существ, люциферин-люциферазная реакция включается в ответ на раздражение организма — чтобы маленькой вспышкой света отпугнуть маленького планктонного хищника. Все это называется — морская биолюминесценция.

Не все планктеры способны светиться (например, диатомовые водоросли, или крупные черноморские медузы — не могут), но многие. Светятся одноклеточные водоросли (или животные?) динофлагелляты — поэтому самое сильное свечение моря мы наблюдаем в теплой воде конца лета, когда численность динофлагеллят достигает своего пика. Светятся многие планктонные ракообразные — мерцают зелеными звездочками; гребневики, как крупные тусклые лампы, переливаются сине-зелеными волнами света, когда задеваешь их в темной воде.

Бывают редкие случаи постоянного свечения планктонных водорослей — во время мощного цветения ноктилюки, или других динофитовых водорослей. Плотность клеток водорослей (миллионы в литре воды — во время цветения фитопланктона) — такова, что отдельные столкновения, отдельные вспышки света, просто сливаются в постоянное сияние.

Список использованной литературы

1. Вассер С. П., Кондратьева Н. В., Масюк Н. П. и др. Водоросли. Справочник. — Киев: Наук. Думка, 1989. — 608с.

2. Константинов А. С. Общая гидробиология. 4-е изд. перераб. и доп. М.: — Высшая школа, 1989. — 472с.

3. Электронная энциклопедия «Википедия».

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой