Одиннадцатая. 
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ РЫБ. 
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ РЫБОЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ СРЕДОЙ

Содержание темы. Вода как среда жизни рыб и ее полезные для организма свойства; теплоемкость, скрытая теплота, теплопроводность расширение перед замерзанием. Вода как растворитель, электрическая диссоциация и ионы, поверхностное натяжение. Влияние физических и химических свойств среды на рыб и ответные приспособления с их стороны. Рыбы пресноводные и морские. Влияние глубин: рыбы глубоководнопелагические и глубоководнодонные. Влияние массы воды на форму рыб, влияние течений. Влияние света и приспособительная окраска у рыб. Взаимоотношения между температурой и жизнедеятельностью рыб. Температурные пределы жизни рыб. Рыбы еврии стенотермные. Приспособляемость рыб к температуре среды. Зимняя и летняя спячки рыб. Анабиоз у рыб. Соленость и отношение к ней рыб. Содержание газов и значение их для жизни рыб. Контрольные вопросы.

Благоприятные для жизни рыб свойства воды

Та среда, в которой протекает вся жизнь рыбы и с которой она связана глубокими органическими нитями, есть водная среда. К ней приспособилась работа всех органов рыбы, из нее же черпает рыба все необходимое для своей жизни. Не в противоречии, а в полном соответствии с влиянием внешней среды в процессе органической эволюции выработались и сами органы рыбы, увязывающие ее внутреннюю жизнь с жизнью окружающей среды.

Прежде чем перейти к рассмотрению влияния на жизнь рыб тех или других свойств воды, посмотрим, что представляет она с физической и химической стороны как среда жизни рыб и других водных обитателей. Прежде всего должны быть отмечены некоторые ее замечательные свойства, отличающие ее от большинства известных нам жидкостей.

Теплоемкость, или удельная теплота воды, является наивысшей для известных нам веществ, исключая водород и аммиак. Благодаря этому свойству воды выявляется ряд благоприятных для жизни бассейнов моментов: температура морей, рек и озер является относительно равномерной; смягчаются крайние температуры наивысшего нагревания и охлаждения (температуры лета и зимы). Удельная теплота воды в значительной степени определяет морские течения и количества тепла, ими переносимого. Значение течений не только для жизни самого бассейна, но и для климата прилегающих к нему стран общеизвестно: стоит вспомнить о влиянии на климат, а следовательно и на развитие жизни, гольфстрема, с одной стороны, и арктических течений — с другой. Колоссальное влияние имеет высокая теплоемкость воды и на жизнь всех организмов, содержащих, как известно, в своем теле огромный процент воды (до 60—70, а иногда и более), так как в организме устанавливается постоянная и равномерная температура, благоприятствующая правильному протеканию внутренних химических процессов, происходящих в них. Скрытая теплота плавления и испарения является у воды наивысшей, что опять-таки способствует уравниванию и смягчению температуры среды и температуры самих организмов, в ней обитающих. Теплопроводность воды превосходит теплопроводность других жидких тел, а это опять-таки создает благоприятные для жизни организма условия (выравнивание температуры и пр.). Нельзя не указать также еще одного чрезвычайно важного свойства воды: это ее способности расширения перед замерзанием с образованием льда более удельно легкого и всплывающего на поверхность.

Значение, которое это свойство воды имеет для жизни водных организмов станет понятным, если мы на минуту представим себе, что охладившиеся и опустившиеся благодаря своей большей плотности на дно слои воды при образовании льда не делались бы удельно более легкими, а накоплялись бы на дне. Что бы тогда произошло? При допущении нашего условия произошло бы постепенное заполнение при охлаждении всего бассейна льдом и, следовательно, прекращение в нем жизни, что в условиях суровой арктики, вероятно, и имело бы место. Таким образом, приведенные выше беглые данные ясно говорят о том, что вода как среда жизни в термическом отношении наиболее из всех известных нам жидкостей пригодна для жизнедеятельности ее обитателей. Следует также упомянуть о воде как растворителе, перед действием которого в природе не могут устоять даже самые стойкие вещества, в результате чего они делаются доступными для потребляющих их организмов.

Какую огромную растворительную работу производит в природе вода, можно судить по тому, что по вычислениям ученых все потоки земли уносят в море ежегодно около 6500 кубических миль различных веществ, из которых около 5 биллионов килограммов являются растворенными минеральными веществами, содержащими и необходимые для жизни вещества («органогены»). Остальная огромная масса выносимого в море осадка содержит наряду с нерастворимыми минеральными частицами и огромное количество органических остатков, питательная ценность которых для развития органической жизни водных бассейнов имеет колоссальное значение.

Вода обладает наивысшей диэлектрической постоянной из всех известных веществ, а потому и электролитическая диссоциация в воде очень велика. При растворении какой-либо кислоты, щелочи или соли в воде часть растворяемого вещества в зависимости от концентрации раствора будет по теории электролитической диссоциации распадаться на частицы, несущие электрический заряд, называемые ионами, которые с одной стороны являются причиной всех электрических явлений, наблюдаемых в растворах, а, с другой стороны, причиной и происходящих в них разнообразных обратимых химических реакций. Образуя группу исключительно подвижных химических начал, ионы играют огромную роль в тех сложнейших химических реакциях, которые происходят в живых клетках. Многообразие веществ, находящихся в крови и моче позвоночных, — жидкостях, по существу представляющих те же водные растворы, — объясняется до известной степени их ионизацией.

Наконец, чтобы кончить с водой, как средой жизни водных организмов, упомянем еще об одном ее свойстве — поверхностном натяжении, которые у воды после ртути — наибольшее среди всех жидкостей. Поверхностное натяжение, как известно из физики, обусловливается молекулярными силами, действующими на поверхности жидкости и взаимно уравновешивающимися внутри ее. Молекулы жидкости образуют на поверхности как бы упругую пленку, стремящуюся уменьшить свою поверхность. Величина поверхностного натяжения зависит от концентрации растворенных в жидкости веществ, ее химических свойств и температуры. Поверхностное натяжение играет огромную роль в жизни живой клетки; им обусловливается явление адсорбции^[1], неразрывно связанное с жизнедеятельностью клетки как органа, в котором коллоиды играют решающую роль. Продуктом адсорбции являются коллоидные вещества, крайне изменчивые в зависимости от изменения внешних условий и в особенности концентрации растворов. Так как все живые клетки — не что иное, как коллоиды в различной степени оводнения, то такая способность к изменчивости состава при поглощении различных веществ имеет огромное значение для объяснения столь важной для всех организмов приспособляемости к влиянию внешней среды.

Наш беглый очерк воды как среды жизни был бы неполным, гели бы мы не указали еще на ее способность поглощения атмосферного воздуха, составные части которого — кислород, углекислота и азот — играют и прямо и косвенно столь важную роль в жизни моря.

Таким образом, резюмируя все сказанное, с полным правом можно сказать, что водная среда является наиболее пригодной для жизни средой, чем какая-либо другая жидкая среда, и что это единственная среда, в которой много миллионов веков тому назад могла зародиться жизнь на земле (Гендерсон).

После этих замечаний, перейдем к беглому рассмотрению влияния отдельных свойств воды на рыбу и ее жизненные проявления.

Водная среда влияет на рыб и других водных животных как своими физическими свойствами, так и своим химическим составом. Мы уже знаем из вышеизложенного, что для восприятия тех или других раздражений у рыб существуют специфические рецепторы — органы чувств (зрения, равновесия и слуха, вкуса и обоняния), от которых эти раздражения воспринимаются нервной системой и вызывают ответную реакцию организма.

Внешние раздражения, действующие продолжительно и постоянно в той или другой среде, вызывают приспособление к ним организма рыбы и ответные привычные действия с ее стороны; всякие быстрые и резкие нарушения в действии обычных раздражителей вызывают нарушение работы органов рыбы и даже ее гибель (настолько глубоко связана жизнь рыбы с окружающей ее средой!).

• [1] Адсорбцией называется процесс поглощения различных веществ коллоидами. Адсорбционные соединения не подчиняются ни закону постоянства состава в определенных условиях давления и температуры, ни закону кратных отношений. Составих зависит от внешних условий температуры, давления, состава среды и ее концентрации.