Соленость и ее влияние на рыб

Огромное влияние на организм рыбы оказывает и химический состав воды, в частности ее солевой состав. Обычное житейское противопоставление пресной воды, как лишенной солей, морской, как имеющей их, неправильно. Пресная вода, просачиваясь через различные горные породы, растворяет самые разнообразные вещества, и в ее растворах находят следы всех известных элементов в виде тех или других солей, по преимуществу углекислых и сернокислых, и только ничтожное количество хлористых солей, в частности поваренной соли. Химический состав пресной воды сильно варьирует, в зависимости от грунтов, по которым она протекает, а также и от времени года.

Морская вода содержит по преимуществу хлористые соединения (поваренная соль, хлористый магний) и относительно небольшое количество сернокислого магния; углекислая же и сернокислая известь почти отсутствует; в морской воде имеются следы солей почти всех металлов.

Принимается, что в среднем на тысячу частей морская вода содержит 35 частей солей, среди которых на долю хлористых приходится около 89%. Сравнение состава пресных вод и морских говорит о том, что морские воды отличаются составом солей и не представляют собой простой механической смеси приносимых пресными водами солей, что между растворимыми веществами происходит взаимодействие. С другой стороны, на изменение состава солей морских вод, по сравнению с пресными, влияет жизнедеятельность растений и животных, обладающих замечательными избирательными способностями к определенным, им нужным солям.

Ведь не надо забывать чрезвычайно длительного промежутка времени, в течение которого складывались моря и определялся их состав. Животные и растения, находя в морской среде благоприятные условия для своего развития и приспособляясь к ней, в то же время сами изменяли эту среду, систематически выбирая из нее, что им было необходимо и отдавая ей продукты своей жизнедеятельности.

Само собой разумеется, что процентное содержание солей в морской воде не везде вполне одинаково: на него влияет и опреснение и испарение. Так, Балтийское море, сильно опресняемое многочисленными впадающими в него реками, имеет на тысячу частей воды всего 20 частей соли в западной части и всего 3 части — в Ботническом заливе; Красное море, где испаряющая деятельность благодаря солнечному нагреванию очень велика, содержание солей доходит до 45 на 1000 частей воды. Еще больше сказывается испаряющая деятельность в замкнутых водоемах: так, Мертвое море имеет 217 частей соли на 1000 частей воды, и всякая жизнь при такой солености делается уже невозможной.

Соленость повышается с глубиной, что вполне понятно, так как вода с большим количеством соли удельно тяжелее и в силу тяжести опускается глубже, чем слои с меньшим содержанием солей, если, конечно, нет большой разницы в температуре, так как сильно нагретая вода с большим количеством солей может оказаться меньшего удельного веса, чем вода менее соленая, но холодная. Этим объясняется то обстоятельство, что в тропических морях благодаря сильному испарению верхний слой моря приобретает большую соленость, чем ниже лежащие, но благодаря сильному нагреванию делается удельно легче, чем они, и поэтому не опускается глубже.

Наибольшие изменения в солености мы наблюдаем в верхних слоях воды. Влияние осадков, опреснения, испарения и замерзания, а также ветров прежде всего сказывается на поверхностных слоях.

По отношению к солености различают воды типично морские, с соленостью от 34 до 36 и более на тысячу частей воды, солоноватые с соленостью от 2 до 15 на тысячу, являющиеся результатом смешения морской и пресной воды в предустьевых пространствах рек. Обычно имеется более или менее широкая полоса прибрежных вод с соленостью более пониженной, чем соленость открытого моря; здесь тоже сказывается влияние прибрежного опреснения. Воды Арктики и Антарктики имеют меньшую соленость, чем воды южных морей, но и в последних встречаются пространства, где воды имеют относительно низкую соленость (ниже 34 на тысячу) благодаря, чрезвычайно обильным осадкам и слабому испарению. Своеобразное распределение солености встречается в замкнутых морях.

Соленость играет в жизни рыб и других водных организмов большую роль. Ведь плотность водной среды, а следовательно и условия плавания их наряду с температурой зависят от количества растворенных в воде солей. Такой важный в физиологии и биологии фактор, как осмотическое давление, тоже зависит от этого же: осмотическое давление пропорционально содержанию солей в морской воде. Так как количественные соотношения содержащихся в морской воде солей остаются почти не изменяющимися, как скажем ниже, то и осмотическое давление морской воды отличается своим постоянством. За исключением некоторых водных млекопитающих, все морские организмы в отношении осмотического давления приспособились к окружающей их водной среде. Значение осмотического давления станет понятным, если мы напомним, что ему обязаны такие явления, как всасывание, движение жидкостей через перепонки, выделение, имеющие такое колоссальное значение там, где приходится иметь дело с коллоидальными системами, как в живом организме. Отсюда понятно стремление рыбы, как и каждого организма, к поддержанию постоянства осмотического давления, отсюда понятно и то, что никакое живое существо не может жить в воде, лишенной солей. Да в природе и нет таких вод, так как даже дождевые воды, проходя через слои атмосферы, увлекают с собой носящиеся в воздухе мельчайшие частички солей.

Осмотическое давление пресных вод настолько мало, что никаких жизненных процессов в рыбе не могло бы происходить, если бы в ней не выработалось осмотического давления значительно большего, чем в окружающей среде. С другой стороны, морская среда обычно имеет значительно большее осмотическое давление, чем осмотическое давление в крови и жидкостях морской рыбы, исключая акуловых и миноговых, у которых внутреннее осмотическое давление изотонично (одинакового тонуса) с внешним осмотическим давлением. Таким образом, здесь мы встречаемся с чрезвычайно важным для жизни и эволюции рыб фактом: установлением внутри рыбы осмотического давления не схожего с осмотическим давлением окружающей среды, более или менее, правда, варьирующего, но своего для каждой породы рыб, вероятно, отвечающего оптимальному, при котором все внутренние процессы происходят наилучшим образом. Важность этого обособления осмотического давления во внутренней среде рыбы становится понятной. Ведь благодаря этому все внутренние процессы приобретают большую устойчивость и правильность в своем развитии. Если у низших водных организмов — беспозвоночных и низших рыб — мы встречаем полную изотонию, т. е. одинаковость осмотического давления во внешней и внутренней среде, то, начиная с высших рыб, уже вырабатывается некоторая разница между тем и другим осмотическим давлением, показывают опыт о полной независимости осмотического давления внутри рыбу от осмотического давления внешней среды говорить не приходится, так как всякое более или менее значительное изменение наружной среды сказывается изменением в ту же сторону и осмотического давления внутри рыбы, но только в значительно меньшей пропорции.

Таким образом, у рыб встречаем мы первые шаги к установлению независимости внутреннего осмотического давления крови от наружного, приводящей к его постоянству у высших наземных позвоночных.

Соленость обнаруживает и сезонную изменчивость. Таким образом и в этом факторе внешней среды рыба находит достаточно разнообразных условий, к которым она должна приспособляться. Как и относительно термических условий, мы укажем, что изменения солености подчиняются определенным закономерностям, зависящим как от метеорологических, гидрологических, так и от космических причин (влияние солнца и луны, приливы и отливы, периодичность в напряженности гольфстрема и арктических вод).

По отношению к солености рыб делят на таких, которые способны переносить большие колебания в содержании солей, или эйригалинных, и на таких, которые весь свой жизненный уклад приспособили к строго определенным солевым отношениям, или стеногалинных. Связь со средой той или другой солености сказывается, как мы указали выше, установлением определенного для данной среды осмотического давления в организме рыбы, определяющего работу всех ее внутренних органов, а также предоставлением ей необходимых для жизни солей, которые рыбы умеют получать из окружающей их водной среды в нужном количестве даже тогда, когда их там находится ничтожное количество.

Разница в осмотическом давлении ставит преграды для перехода рыб из одной среды в другую, резко отличающуюся по содержанию солей, а следовательно и по осмотическому давлению. Так, рыбы солоноватых вод не могут жить ни в пресной, ни в типично морской; морские рыбы погибают в чисто пресной и наоборот, пресноводные — в морской. Известно очень немного рыб, могущих без вреда для себя переходить из моря в реки и обратно. К числу их надо отнести колюшку и типичных проходных рыб, как лососевые, угри и др., которые приспособляются и к той, и к другой среде в известные периоды своей жизни.

Опыты, поставленные для выяснения влияния соленой воды на пресноводных рыб и пресной — на морских, показали, что даже постепенный перенос рыбы из одной среды в другую кончался катастрофически. Это показывает, что и приспособляемость носит относительный характер. Существующие в природе примеры приспособляемости рыб к среде, в которой они обычно не живут, однако, имеются: проходные лососевые рыбы образовали так называемые «реликтовые формы», живущие постоянно в пресной воде. Примеры: благородный лосось, или семга (Salmo salar) образует в Ладожском и Онежском озерах реликтовую форму, не уходящую в море; по-видимому, такие же реликтовые формы семга имеются в ряде озер Беломорского бассейна (Сегозеро, Выгозеро и др.). Известны они из озер Мелар и Венер в Швеции, а также из ряда озер Атлантического побережья Сев. Америки (Salmo salar sebago). Карликовая пресноводная форма семги известна и из некоторых озер Южной Норвегии.

Угри до 20-летнего возраста могут иногда задерживаться в пресной воде; наконец, даже такая чисто морская рыба, как треска, приспособляется иногда, как показывает треска оз. Кильдина, к существованию почти в пресной воде. Все эти факты говорят о возможности приспособления рыбы и к новой среде при наличности некоторых еще неизученных условий и, вероятно, длительности и постепенности их влияния, коренным образом отличающейся от той, в которой жили предки данной рыбы.