Морские экосистемы

Морские экосистемы

Морская среда занимает более 70% поверхности Земли. В отличие от сушии пресных вод — она непрерывна. В океане практически отсутствуют зона, где не было бы жизни. Биологические ресурсы Мирового океана огромны и широко используются людьми. Биологические ресурсы (рыбы, беспозвоночные, млекопитающие, водоросли и др.) являются источником продовольствия употребляются в пищу людей) и органического сырья для изготовления многообразной кормовой (мука для животных) и технической продукции (жир, удобрения и др.), исходным сырьем для медицинских препаратов, а также выступают в качестве естественного фильтра по очистке окружающей среды. Водные биоресурсы являются воспроизводящими живыми ресурсами, ограниченными по объему и зависящими от состояния окружающей природной среды. (2)

Биологические ресурсы — это лишь одна из множества составляющих морских экосистем. Целью настоящей работы является описание типов морских экосистем с точки зрения их биологического ресурса, поскольку эта область еще малоизученна. В работе будет рассмотрены наиболее продуктивные морские экосистемы: область континентального шельфа (неритическая область) и эстуарии (лиманы).

1. Типы организмов морских экосистем

Морские экосистемы представляют собой сложные многоуровневые образования, они охватывают всю многокилометровую толщу воды (пелагиаль) и морское дно (бенталь). В пределах этих экосистем, благодаря пищевым цепям, пассивным и активным миграциям организмов на многие сотни и тысячи километров, осуществляются колоссальные потоки вещества и энергии — от планктона и бентоса через рыб к птицам и морским млекопитающим. Наиболее активная жизнедеятельность биоты приурочивается к зонам апвеллинга, кромке морского льда и полыньям, эстуариям крупных рек, районам подводных гидротерм и вершинам рельефа морского дна. (3)

Хотя океанические воды не разделены границами, их обитатели при своем распространении сталкиваются с непреодолимыми барьерами, выявление которых относится к важнейшим проблемам морской биологии.

Если двигаться от пляжа в глубины океана, можно заметить, как меняются физические условия среды и одновременно сменяют друг друга виды животных и растений. (4)

Типы организмов морской экосистемы:

Продуценты, производящие органическую массу (фитопланктонмелкие и микроскопические морские растительные организмы (многочисленные виды одноклеточных водорослей), обитающие в толще морской воды и необладающие активными средствами передвижения).

Консументы, перерабатывающие живую органическую массу:

· зоопланктон (мельчайшие животные организмы — мелкие рачки, черви, медузы, икра и личинки рыб, кишечнополостные, иглокожие и моллюски),

· бентос (растения и животные, обитающие на дне и других твердых основаниях — водоросли, кораллы, иглокожие, морские губки, черви и т. д.).

· нектон (активно перемещающиеся в толще воды организмы — рыбы, кальмары, осьминоги, змеи, черепахи, тюлени, дельфины, киты);

Редуценты, обеспечивающие разложение отмершей органической массы до минеральных веществ (бактерии, грибы и другие микроорганизмы)

Биоресурсы моря могут быть мигрирующими, бассейновыми и эндемическими (принадлежащими строго определенному месту) (2)

2. Типы морских экосистем

(4)

Континентальный шельф представляет собой сравнительно мелкое подводное продолжение материковых плит и занимает не более 1/10 поверхности океана. Однако удельная, на единицу площади поверхности, биологическая продуктивность шельфа в несколько раз выше, чем у открытого моря. (1)

Плодородие шельфа Мирового океана достигает 150 т/га Все морские животные прямо или косвенно зависят от фитопланктона, лежащего в основе пищевой цепи, а фитопланктон существует лишь в фотическом слое. В тропиках толщина этого слоя достигает 80−100 м, в высоких широтах — только 20 м. Глубина продуцирующего слоя океана больше вследствие вертикальной миграции и перемешивания планктона, растворенных в воде газов и других веществ. Таким образом, верхний продуцирующий (фитопланктонный) слой в океане заканчивается на глубине 200−250 м, глубже которого океан населен только животными организмами и бактериями.

Фитопланктон на 90% определяет первичную продукцию живого вещества в море, поскольку находится в основе морских пищевых цепей.

Одноклеточные растения развиваются в фотическом слое воды, хорошо освещенном солнечными лучами. Улавливая энергию солнечных лучей в процессе фотосинтеза, фитопланктон насыщает атмосферу кислородом, годовая выработка которого составляет 36 млрд. т, или 70% его атмосферного количества. Большая часть зоопланктона питается одноклеточными растениями, поэтому зоопланктон обитает также в верхних слоях воды. Примерно 65% всей его биомассы сосредоточено в слоях не глубже 500 м. Запасы водорослей исчисляются в несколько сот миллионов тонн, из которых добывается 1 млн. т. (2)

Морская биота разнообразна. Кишечнополостные, губки, иглокожие, кольчатые черви и другие типы животных, отсутствующие или бедно представленные в пресных водах, оказываются очень важными в экологии моря. В обеих водных средах преобладающую роль играют бактерии, водоросли, ракообразные и рыбы; и здесь, и там одинаково заметны диатомовые и зелёные жгутиковые водоросли и веслоногие ракообразные. Однако в море больше видов водорослей (бурые и красные водоросли — преимущественно морские), ракообразных, моллюсков и рыб. Бурая или красная окраска глубоководных водорослей обусловлена пигментами, которые маскируют зелёный хлорофилл. Эти пигменты помогают поглощать зеленовато-желтый свет, который проникает на большие глубины. Насекомых в море практически нет, и ракообразные играют роль «морских насекомых» (с экологической точки зрения).

Консументы первого уровня в океане в значительной части представлены зоопланктоном. Организмы, которые на протяжении всего жизненного цикла остаются в планктоне, относятся к голопланктону, или постоянному планктону. морской экосистема океан эстуарий К зоопланктону относятся крылоногие моллюски, очень маленькие медузы, гребневики, пелагические оболочники, свободноплавающие многощетинковые черви и хищные щетинкочелюстные. В отличие от планктона пресных вод значительную часть морского прибрежного планктона составляет меропланктон, или временный планктон. Большая часть животных бентоса и нектона (например, рыбы) в личиночной стадии представляет собой крошечные формы, которые, прежде чем осесть на дно или превратиться в свободноплавающих животных, некоторое время входят в состав планктона.

Кроме рыб к группе активных пловцов и обитателей поверхности относятся крупные ракообразные, черепахи, млекопитающие (киты, тюлени и т. д.) и морские птицы. Каждое животное из этой группы занимает обычно (но не обязательно) обширную территорию.

Камбалы и скаты — характерные обитатели глубокой части литорали. Эти и другие живущие здесь виды перемещаются вместе с приливом и отливом и питаются литоральным бентосом, когда литораль покрыта водой. Таким же образом передвигаются прибрежные птицы, выискивая добычу с воздуха. Удивительно, что после таких чередующихся нашествий с суши и с моря здесь ещё сохраняется какая-то жизнь. Камбалы и скаты — наиболее специализированные донные рыбы, тело и окраска которых сливается с песком и илом. Камбалы (некоторые виды) замечательны своей способностью менять окраску в соответствии с фоном.

Взрослые рыбы питаются преимущественно зоопланктоном и являются, следовательно, вторичными консументами.

Важными являются две другие особенности пелагических рыб. Во-первых, тенденция к образованию скоплений — косяков или стай — несомненно, ценное приобретение в лишённой укрытий открытой воде. Во-вторых, тенденция совершать сезонные миграции. Миграции можно частично объяснить тем, что икра и позже личинки беспомощно дрейфуют по течению до тех пор, пока рыба не станет достаточно большой, чтобы совершить обратное путешествие к месту размножения.

Кроме хищных рыб, таких, как акулы, важными третичными консументами в море являются морские птицы: чайки, бакланы, нырки и пеликаны, разные виды буревестников. Морские птицы, а также тюлени, моржи, морские котики и морские черепахи представляют собой связующее звено между сушей и морем, поскольку размножаться они должны на суше, а пищу добывать в море. Следовательно, эти дышащие воздухом животные точно так же входят в пищевые цепи моря, как рыбы и беспозвоночные, которыми они питаются. Подобно истинно морским животным птицы скапливаются у берегов, и особенно в продуктивных районах. (1)

3. Эсутарии

Эстуариями называются прибрежные зоны, в которых текущие с суши пресные воды смешиваются с солеными морскими. Такое смешивание происходит в обширных заливах, например Чесапикском, Делавэре и Сан-Франциско, в устьях крупных рек, таких, как Гудзон и Темза, в отделенных от моря полосой дюн болотах, которых так много вдоль берегов Новой Англии, Южной Каролины и Джорджии.

Эстуарии служат рефугиями, или убежищами, для многих видов, способных жить в солоноватой, т. е. разбавленной морской воде. Например, устрицы спасаются здесь от хищников — морских звезд и моллюска под названием устричное сверло, которые не переносят низкой солености.

Эстуарии не только являются высокопродуктивными водными местообитаниями, но и снабжают питательными веществами другие морские экосистемы. Здесь в изобилии развиваются болотные растения и микроскопические водоросли. Когда они отмирают, разрушаются волнами, течениями, поедающими их животными и, в конечном итоге, бактериями, то образующиеся при этом растворимые органические вещества и мелкие частицы детрита выносятся в прибрежную зону открытого моря, где становятся пищей для прочих морских организмов — от одноклеточных простейших до червей, моллюсков и рыб. Значительная доля этого питательного материала распространяется еще дальше от берега и там — вместе с продуктами фотосинтеза планктонных водорослей (фитопланктона) — поддерживает жизнь планктонных животных (зоопланктона) и бентосных, т. е. обитающих на дне, организмов.

Большинство бентосных организмов всю взрослую жизнь проводит на дне или в непосредственной близости от него, но многие из них начинают развитие из плавающих в толще воды яиц, превращаясь затем в планктонных личинок. Экология последних привлекает самое пристальное внимание исследователей. Например, мидии и морские звезды выметывают в окружающую воду икру, т. е. яйца. После оплодотворения яйцо многократно делится и превращается в личинку, которая у мидий называется велигер, а у морских звезд — бипиннария. Хотя эта личинка в принципе способна активно плавать, она предпочитает пассивно дрейфовать и становится частью планктона. «Паря» в толще воды, она питается, растет, а какое-то время спустя (обычно несколько недель) претерпевает метаморфоз, превращаясь во взрослую особь, которая оседает на дно и начинает жить как бентосный организм. Жизненный цикл завершается, когда половозрелое животное начинает размножаться и дает начало новому поколению личинок. Такая стратегия развития, включающая планктонную личиночную стадию, свойственна многим донным видам. (4)

Вывод

Мировой океан ежегодно производит от 400 до 600 млрд. тонн органического

вещества, в состав которого входят представители всех звеньев пищевой цепи зоопланктона, рыб, млекопитающих. В Мировом океане обитает более 300 тыс. видов живых организмов, в том числе более 150 тыс. видов животных (включая 16 тыс. видов рыб) и более 10 тыс. видов растений. Вместе с тем биологические ресурсы, являющиеся объектом промысла, оцениваются в 110−120 млн. тонн, из которых добывается приблизительно 60%. (2)

Все взаимодействия морских организмов — как с другими существами, так и с физико-химическими факторами — происходят в рамках более или менее ограниченных в пространстве комплексов, называемых экосистемами. Границы между ними весьма прозрачные. Поэтому, несмотря на разницу в средах обитания, все морские животные являются звеньями одной пищевой цепи, а значит, составляют, в конечном счете, одну экосистему — экосистему Мирового океана, который является колыбелью жизни на Земле и в сочетании с материковыми экосистемами определяет целостность современной биосферы Земли.

1. Гальперин М. В. Общая экология. М.: Форум-Инфра-М. 2007.

2. Егорова Е. Н. виды природных ресурсов морской экосистемы, чувствительных к воздействию нефтяного загрязнения, возникающего в результате аварийных разливов. Нефтегазовое дело, 2004 http://www.ogbus.ru

3. Информационные ресурсы BioDat Состояние биоразнообразия природных экосистем России. Обзор научно-исследовательских работ по проблемам сохранения биоразнообразия, головными исполнителями которых был Институт проблем экологии и эволюции РАН и Информационно-аналитическая группа при Центре эколого-экономических исследований и информации при МПР России. http://www.biodat.ru

4. Онлайн Энциклопедия «Кругосвет», Морская Биология http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/biologiya/MORSKAYA_BIOLOGIYA.html