Водне середовище

Води в природі є величезна кількість. Сукупність всієї води називають водним середовищем або гідросферою. Отже, гідрос-фера це водна оболонка Землі, яка є сукупністю океанів, морів, континентальних вод та льодових шарів.

Водне середовище однофазне - в ньому різко переважає рідка фаза. Одночасно природна вода, яка утворює гідросферу, являє собою складну полідисперсну систему, що складається з водних розчинів і зависі частинок неорганічних і органічних речовин, а також із живих органічних тіл, котрі втримуються в системі за рахунок різних співвідношень маси, постійного перемішування і переміщення водних мас або активної протидії силі тяжіння з боку живих організмів.

До поняття гідросфери включають і дно водоймища (тверда фаза), і приводний шар повітря (газоподібна фаза). Велике зна-чення мають площини контактів цих фаз: дно-вода, вода-пові-тря. Це складні біогоризонти, насичені живими організмами. Відомо, що основну масу гідросфери Землі утворюють води Світового океану (95,5 % за об'ємом), які містять величезну кіль-кість органічної речовини, в тому числі незначну частку живих організмів - не більше 3 млрд. т., або 0,15%.

Вода, в якій розпочалося життя на Землі визначається її фізичними властивостями, зокрема, прозорістю, щільністю, теплопровідністю і теплоємністю, а також текучістю. Остання зумовлює циркуляцію в озерах і ставках.

Головним джерелом тепла, яке надходить у водні шари, є сонячна енергія. Сонячне проміння, проникаючи крізь водну поверхню, поглинається і розсіюється водою, розчиненими в ній речовинами і зваженими частинками. Поширення радіації у воді підпорядковується загальному закону послаблення радіації.

Сонячне тепло завдяки малій теплопровідності води майже не передається на глибину. Переміщення теплих мас з поверхні на глибину відбувається за рахунок вертикального переміщення (вітрового, конвективного, турбулентного у прісних порівняно мілководних водоймищах), а також за рахунок глибинних течій у морських водах.

ЦІКАВО

До прісних вод належать стоячі та проточні води. Рух води приводить до вирівнювання температури у всій її товщі, а також до збагачення киснем. Текучі води в процесі адаптації формували тіло риб, яке, наприклад у форелі, в поперечному розрізі є округле, тоді як у риб стоячих вод (ставків, озер) воно плоске (короп, карась, окунь). Своєрідним для тварин швидко текучих вод є екологічне пристосування - реотро­пізм: тварини приймають певне положення відносно течії і намагаються подолати її.

У воді в розчиненому стані присутні гази і мінеральні солі. Велике екологічне значення має кількість розчиненого у воді кисню. У солоній воді розчинність кисню на 20% нижча, ніж у прісній. Перенасиченість киснем можна спостерігати у водах озер і ставків, багатих на рослинність, що містить хлорофіл.

Залежно від кількісного вмісту і розподілу у воді стоячих водойм кисню, а також характеру і чисельності у них організмів, що населяють їх, водойми поділяють на три групи:

- оліготрофні (небагаті на корм) - глибоководні озера з низь-кою температурою в нижніх шарах водяної товщі, багатої на кисень. У цій воді добре розвиваються лососеві, форель (озера - Пісочне на Поліссі, Синевир у Карпатах). Тут повільніше розклада-ються органічні відмерлі рештки і вода в них блакитна і прозора;

- еутрофні (багаті на корм) - не глибокі. Придонні води мають більшу температуру, ніж оліготрофні. Тут добре розви-ваються різноманітні організми, а також добре перебігають процеси їх відмирання і розпаду. Вода в таких водоймах зелена. Риби тут задовольняються невеликою кількістю кисню;

- дистрофні (бідні на корм). В їхніх водах нагромадилась велика кількість гумінових кислот, що робить їх кислими і коричнюватими (Янівське озеро біля Львова).

У прісній і, особливо, морській воді, порівняно з повітрям, значно більша кількість вуглекислого газу. Наприклад, у морській воді його міститься від 40-50 смз/л (у вільній або зв'язаній формі), що в 150 разів перевищує його концентрацію в атмосферному повітрі).

У природних водах концентрація солей різна. Наприклад, у прісних водах вища карбонатність (близько 80 %), у морських більше хлоридів (у Чорному морі їх 80,7 %), а в Аральському і Каспійському морях, крім хлоридів (близько 60 %), присутні суль-фати (30 %). Важливою складовою прісних вод є сполуки кальцію, які часто відіграють роль обмежуючого фактора. Розрізняють води „м'які” (кальцію 9 мг/л) і „тверді” (понад 25 мг/л).

Отже, вода здійснює не тільки безпосередній вплив на фізі-ологію організмів, а й змінює інші екологічні фактори такі, як температура, аерація ґрунту, засвоєння рослинами елементів живлення тощо. Крім того, вода є середовищем життя значної кількості організмів, серед яких виділяють:

а) планктон - це нездатні до протидії течіям дрібні рослини (фітопланктон) та тварини (зоопланктон), якими вони розно-сяться на значні відстані. їхня адаптація пов'язана із забезпечен-ням плавучості: збільшення питомої поверхні тіла, зниження його щільності (полегшення скелетних елементів, накопичення жиру, наявність газових вакуоль) та ін.

б) нектон - більшість риб, головоногих молюсків, китоподібні, які здатні до активного пересування у товщі води незалежно від напрямків течій. Вони мають обтічну форму тіла та добре розви-нені органи руху;

в) бентос - донні організми (форамініфери, поліпи, круглі та багатощетинкові черви, двостулкові молюски, деякі ракоподібні, голкошкірі, придонні риби, деякі водорості, бактерії тощо). Вони здатні прикріплюватися до дна, заглиблюватись у його товщу або пересування по ньому.

г) перифітон - мешканці різних утворень у товщі води (днища кораблів, гідротехнічні споруди, каміння тощо). До них належать бактерії, найпростіші, гриби, водорості, губки, черви, ракопо-дібні, двостулкові молюски тощо, які мають різноманітні засоби прикріплення до субстрату. Ці істоти поширюються на певних фазах життєвого циклу (у вигляді спор, личинок);

д) нейстон - сукупність організмів (водорості та дрібні безхре­бетні), що живуть біля поверхневої плівки води, на межі водного та повітряного середовищ.

Водне середовище існування за своїми умовами значно від­різняється від наземно-повітряного. Вода має високу густину, менший вміст кисню, значні перепади тиску. Крім того, різні типи водойм відрізняються за концентрацією солей, швидкістю течій, промерзанням тощо. Тому мешканці водойм - гідробіонти мають адаптації як до існування у водному середовищі взагалі, так і до певного типу водойм чи зони Світового океану.

Важливими фізичними властивостями води є її висока щіль-ність, яка послаблює земне тяжіння, що дає змогу гідро біонтам мікроскопічних розмірів перебувати у зваженому стані. Більші за розміром гідробіонти для полегшення плавання знижують свою щільність, включаючи до складу тіла велику кількість води (медузи), жирових крапель (діатомові водорості), повітря (ламі-нарії і молюск наутілус), а також утворюючи різні відростки.

Водне середовище сформувало планктонні організми з харак­терною формою тіла, що дає можливість їм легко утримуватись „на плаву” або „ширяти” у водному просторі (медузи, лангусти, молюски). Цьому також сприяє розмір організмів: невеликі тіла зоопланктону мають теж здатність „ширяння” у водній товщі.

4.3.