Характеристика планктона, виды, кормление и размножение / биология

Зоопланктон

Животный планктон — это что? Важная составная часть любой водной экосистемы. Без этой группы организмов многие обитатели океанов, морей, рек и озер не получили бы необходимое питание. Часть представителей зоопланктона имеет органы передвижения, не используя их для перемещения на большие расстояния. Выросты, щетинки, иголки, щупальца нужны таким организмам для плавания в прилегающем объеме воды и по вертикали.

Широкое распространение по горизонтали обеспечивается движением «по воле волн» и течений. Так, личинки ракообразных, иглокожих, рыбные икринки в составе планктона находятся менее двух месяцев. За этот период времени их уносит от первоначального места обитания за сотни километров. В составе зоопланктона можно найти личиночные стадии губок, актиний, червей, моллюсков, крабов, омаров и морских звезд. Многочисленные представители группы — рачки и криль, жизнь которых почти всецело зависит от наличия пищи — диатомовых водорослей.

Важность планктона

Всегда говорят, что планктон является важным элементом любой морской среды обитания

Его важность заключается в пищевой цепочке. Речь идет о сообществе организмов, в котором установлены трофические сети между продуцентами, потребителями и деструкторами

Фитопланктон способен преобразовывать солнечную энергию в энергию, доступную как потребителям, так и деструкторам.

Фитопланктон потребляется зоопланктоном и, в свою очередь, плотоядными и всеядными. Это хищники других организмов, а разлагатели используют падаль. Так возникает вся пищевая цепочка в водных средах обитания. Планктон, будучи первым звеном во всей этой цепи, становится важнейшим элементом всей морской жизни.

Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о планктоне и его важности для морских экосистем

Классификации

В литре морской воды могут обитать десятки миллионов планктонных организмов. Но большая их часть невидима для человека. Чтобы узнать, как выглядит планктон, обычно приходится вооружаться микроскопом. Однако некоторых представителей царства планктона можно увидеть без вспомогательных инструментов и даже потрогать руками. Это всевозможные гребневики и медузы, довольно крупные ракообразные, например, креветки и мизиды, а также личинки рыб.

Попадаются и настоящие гиганты. Причудливые животные-колонии огнетелки имеют длину до 4 метров. Тело громадной медузы цианеи достигает 2 метров в диаметре, а щупальца простираются на 30 метров вокруг животного. Сложно поверить, глядя на их фото, что это планктон. Планктонные организмы делятся по размеру:

Фемтопланктон. К нему относят вирусы с размером менее 0.2 мкм.
Пикопланктон. Включает одноклеточные водоросли и бактерии размером от 0,2 до 2 мкм.
Нанопланктон. Крупные бактерии и водоросли размером от 2 до 20 кмм.
Микропланктон. В состав этой групп входят некоторые личинки рыб и беспозвоночных, многие водоросли, коловратки, простейшие размером от 20 до 200 мкм.
Мезопланктон. Ракообразные и другие животные размером до 2 сантиметров.
Макропланктон. Включает креветок, многих медуз и медуз, размеры которых находятся от 2 до 20 сантиметров.
Мегапланктон. В этой группе находятся самые большие планктонные организмы с размером до 20 до 200 сантиметров.

Также планктон подразделяется на две группы по образу жизни:

Голопланктон весь жизненный цикл проводит в воде, лишь некоторые виды в зимний период могут оседать на дно, чтобы переждать неблагоприятные условия среды обитания.
Меропланктон лишь первую, промежуточную часть жизни проводит как планктон, а затем превращается в активно плавающее или донное животное. К меропланктону относятся отдельные водоросли, рыбья икра, личинки многоклеточных беспозвоночных.

Главная классификация, помогающая лучше понять, что такое планктон, разделяет все организмы на три обширные группы в зависимости от выполняемых ими функций.

Зоопланктон, или группа потребителей.
Фитопланктон, или группа производителей.
Бактериопланктон,00 или группа утилизаторов.

Цвет неба в хорошую погоду

В то время как предсказать цвет моря непросто, цвет неба в хорошую погоду легко объясняется физическими принципами, выявленными английским физиком лордом (1842–1919). В отсутствие облаков цвет неба определяется результатом взаимодействия солнечного излучения с компонентами атмосферы Земли, а именно с неоднородностями (флуктуациями) плотности молекул азота и кислорода.

Как эти молекулы ведут себя, попав в поле солнечного излучения? Рассмотрим монохроматический свет, обладающий заданной длиной волны λ. Он представляет собой колеблющиеся в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения света, с частотой υ магнитное и электрическое поля. Под действием колеблющегося электрического поля электроны в молекулах также колеблются с частотой υ. В результате и сама молекула становится маленьким излучателем, испуская свет той же частоты, что и падающая волна. Это похоже на то, как излучает электромагнитные радиоволны теле- или радиоантенна. В случае молекул и солнечного света длина его волны оказывается много большей размера молекул, и такое рассеяние называется . Расчеты показывают, что интенсивность рассеянного света оказывается пропорциональной четвертой степени частоты υ4 (или 1 / λ4). Это утверждение называется законом Рэлея — Джинса.

Как все это связано с цветом неба? Согласно закону Рэлея, рассеяние электромагнитных волн оказывается значительно интенсивнее для высоких частот по сравнению с низкими. Это означает, что молекулы атмосферы сильнее рассеивают синий цвет, чем красный, зеленый или желтый.

Вот почему небо синее! Следуя этому рассуждению, можно было бы предположить, что небо должно быть фиолетовым, так как фиолетовое излучение обладает более высокой частотой, чем синее. В действительности в спектре солнечного излучения доля фиолетового меньше, чем синего. Кроме того, и максимальная чувствительность человеческого глаза находится в области зеленого (555 нм). В результате фиолетовая часть спектра солнечного излучения оказывается подавленной в восприятии человеческого глаза, и небо видится синим.

Что влияет на цвет воды в море?

Выяснить, почему вода в море имеет синий оттенок, люди пытались с давних времен, но только в XIX столетии ученые начали серьезно интересоваться этим вопросом и попытались определить основные факторы, оказывающие влияние на ее цвет.

Одним из первых исследователей морской воды стал швейцарский естествоиспытатель Франсуа Форель. Чтобы понять причину синевы моря, он создал специальный прибор, позволявший измерить оттенок жидкости по шкале химических соединений.
Позже исследователями было доказано, что любые вещества, в том числе морская вода, способны отражать свет Солнца и отдельные оттенки из спектра радуги. К примеру, лед может пропускать через себя любое излучение, поэтому выглядит прозрачным, а вот снег отражает только белый цвет, в силу чего видится белым.

Что касается воды в морях и океанах, то она способна отражать все оттенки синего, чем и объясняется ее синева. Помимо солнечного излучения, на цвет оказывают влияние облака (их объем и тип), высота Солнца над горизонтом, количество микроорганизмов.

Фитопланктон и зоопланктон

В то время как животные (за исключением бактерий и некоторых видов грибов) обитают на различных глубинах, растения существуют преимущественно в тех зонах, сквозь которые проникает дневной свет. Глубина проникновения световых лучей определяется углом падения и прозрачностью воды. Таким образом, лучше всего освещена вода в открытом море в тропиках.

Американский исследователь Биб во время своего погружения в 1934 г. установил, что человеческий глаз хорошо различает дневной свет на глубине 550 м. Этот же результат был отмечен отцом и сыном Пикарами во время погружения на «Триесте» в 1953 г. Правда, чтобы эксперимент был безукоризненным, необходимо, чтобы перед этим человек в течение одного-двух часов находился в темноте.

В то время как в Ла-Манше нормальная видимость ограничивается десятью метрами, в Средиземном море, а также (и особенно) в Гольфстриме у берегов Флориды совершенно светло на глубине 40-50 м. Новая техника погружений с ее прекрасным оснащением сделала доступными Красное и Карибское моря.

Исходя из этих соображений, мы ограничивались поисками растительной жизни в океане на глубинах около 100 м. Эта зона по сравнению со средними морскими глубинами очень хорошо освещена.

Подавляющую массу растительных обитателей морей составляют свободно плавающие отдельные микроскопически мелкие существа. Они образуют две основные группы фитопланктона: диатомеи и флагелляты. В то время как диатомеи, так же как и другие растения, лишь участвуют в фотосинтезе (образование клеточного вещества из углекислоты, взаимодействующей с хлорофиллом под влиянием света), флагелляты потеряли часть этих свойств и как животные поглощают твердую пищу. Они являются представителями промежуточного звена между растительным и животным миром.

Изучение фито- и зоопланктона только еще начинается. Этот вопрос имеет особое значение для народов, живущих у моря и в постоянном контакте с ним

Совершенно естественно, что для них очень важно наблюдение за планктоном, его жизнью, размножением и т.д. Непрерывное, сообразно со временем года и районом, возрастающее и спадающее возрождение фитопланктона дает зоопланктону неограниченные запасы пищи

Это в свою очередь определяет места, в которых, например, киты находят свою основную пищу крылоногих моллюсков, которые, со своей стороны, питаются фитопланктоном.

Много труднее определить, что же такое зоопланктон. Это огромная группа морских животных на разных стадиях развития, от личинок до взрослых особей. Размеры большинства планктонных животных меньше 2,5 см. Однако существуют и такие, как, например, гигантская морская звезда (медуза), поперечник которой достигает 2 м, а щупальца могут быть до 10 м длиной.

Более или менее определенно можно разделить животных, составляющих планктон, на «временных» и «постоянных». К последней группе принадлежат животные, вся жизнь которых проходит в блуждании по воде и которые никогда не бывают связаны с землей. Однако большую часть представителей зоопланктона составляют крохотные крабообразные, рачки, веслоногие крабы. При этом не все веслоногие с самого начала принадлежат к планктону. Сельдь, например, основную часть своей пищи находит среди веслоногих, которые преобладают как в тропиках, так и в умеренных широтах. Большинство веслоногих добывают пищу, фильтруя воду сквозь тонкую щетинку.

Места распространения зоопланктона также тесно связаны с интенсивностью света. Только очень немногие из этих существ могут выносить действие излучения. Поэтому днем они держатся в нижних слоях воды и только с наступлением сумерек поднимаются к поверхности. В это время можно выловить животных донного планктона.

Современные исследовательские суда, оснащенные очень чувствительными измерительными приборами, исследуя с помощью ультразвука различные слои моря от дна до поверхности, обнаружили связь между блужданиями планктона и перемещением рыбьих и креветочных косяков.

Здесь следует еще раз сослаться на французского исследователя Бомбара. Во время его плавания через Атлантику он питался исключительно тем, что давало ему море. В его «трансатлантическом меню», также присутствовал и планктон, о котором он отзывался так: он походил то на креветок, то на икру, то на клей. Для того чтобы полностью насытиться, Бомбару приходилось собирать улов планктона с поверхности моря, равной по площади футбольному полю.

воспроизведение

Практически все возможные формы бесполого и полового размножения можно наблюдать в планктоне. Некоторые виды представляют одну форму размножения, другие могут представлять чередование бесполого и полового поколений.

бесполый

Бесполое размножение — это то, что реализуется без вмешательства половых клеток или гамет. Во всех формах бесполого размножения один родитель вмешивается, но в некоторых случаях может быть два.

Основными типами бесполого размножения являются фрагментация, деление, почкование и споруляция. Все эти виды бесполого размножения присутствуют в планктоне.

Например, цианофиты или цианобактерии могут представлять двойное разделение (бинарное деление), фрагментацию или споруляцию в зависимости от вида. Ктенофоры могут быть разделены по фрагментации, и считается, что они могут также делиться по фрагментации и почкованию.

половой

Половое размножение предполагает участие половых клеток или гамет. Эти гаметы могут происходить от двух разных предшественников или только от одного родителя. Этот тип репродукции подразумевает редукционное (мейотическое) деление во время гаметогенеза.

Мейоз делит пополам генетическую нагрузку на дочерние клетки. Эти клетки гаплоидные. Слияние двух гаплоидных клеток приводит к образованию диплоидной зиготы, которая перерастет в новый организм..

Половое размножение может происходить как у представителей фитопланктона, так и у представителей зоопланктона. Например, копеподы размножаются половым путем.

-Чередование бесполого и полового размножения

В некоторых планктонных группах могут быть поколения, которые размножаются половым путем, а другие — бесполым. Оба поколения развиваются как часть планктона.

В других случаях несколько поколений развиваются в планктоне, в то время как другое, часть бентоса.

Диатомовые водоросли, например, размножаются бесполым путем в течение нескольких поколений. Одна из дочерних клеток, которая наследует материнскую ипотеку, будет меньше в каждом поколении. Это потому, что материнская ипотека будет служить epiteca. При достижении минимального размера, эти диатомовые водоросли будут размножаться половым путем.

В другом случае у медузы escifizoas чередуются планктонные поколения (медузы) с донными поколениями (полипы). Воспроизводство медузы является сексуальным, формируя мужские или женские половые гаметы.

Оплодотворение приводит к появлению личинки, называемой planula, которая мигрирует в бентос, где она будет зафиксирована и приведет к образованию полипа. Этот полип получает название эсифистома или эсифополипо.

Escifistoma может вызвать другие полипы путем почкования. Это может также вызвать медузу процессом разделения, названным эстраструей. Эти медузы, созданные таким образом, имеют небольшие размеры и называются эфемерными. Эфиры мигрируют в толщу воды, где развиваются, образуя взрослых медуз.

Саргассово море

Водоросли саргассум

Этот природный водоем уникален своим расположением – у Саргассова моря нет берегов. Огромная «чаша» расположена в океане и отличается от него огромным количеством саргассума – морской водоросли.

Вопрос эксперту
Если Саргассово море не имеет берегов, как определяют его границы?

По водорослям и глубине. В океанских глубинах нет такого обилия водных растений, которые могут жить только в теплой воде. Где заканчивается место роста саргассума, там и отмечают «береговую» линию моря.

Учитывая, что общая площадь акватории 7 млн. кв. км, а водоросли занимают 6 млн., можно утверждать: море действительно самое чистое. Тут некуда «бросать» мусор. Первооткрыватель моря Христофор Колумб описал его как «банка с водорослями и почти без воды».
Высокая плотность водорослей не мешает богатству подводного мира. В море водятся самые разные рыбы, моллюски, прочие животные. Благодаря растениям, вода остается теплой даже в холодное время года и не остывает ниже +26 С.

Купаться в Саргассовом море нельзя, а вот посмотреть на это чудо природы можно. Компании организуют специальные туры на яхтах, но стоит такой круиз недешево и есть ограничения по количеству посетителей. Причина ограничений – ухудшение экологии.

Фитопланктон

Это планктон, обладающий фотосинтезирующими способностям. К нему относятся особые цианобактерии, а также диатомовые и протококковые водоросли, которые обитают в поверхностном слое водоемов, редко опускаясь до глубин более 50–100 метров в соленой воде и более 10–20 метров в пресной воде. Как и наземным растениям, фитопланктону жизненно необходимы минеральные вещества и солнечный свет, которые они превращают в органику и кислород.

Фитопланктон является кормовой базой для многих существ. Учитывая это, природа создает его в астрономических масштабах: более 500 миллиардов тонн фитопланктона в год, что примерно в 10 раз больше суммарной массы всех остальных живущих в океане животных. Причем процесс регулируется окружающей средой. Когда наступают холода и укорачиваются дни, развитие фитопланктона практически останавливается, но с приходом тепла и солнца возобновляется вновь.

Где обитает

Идеальными условиями для этой группы считаются те же, что и для всех остальных живых существ: тепло и свет солнца. Такие условия есть в верхнем слое воды, который хорошо прогревается и пропускает через себя солнечные лучи в достаточном количестве

Особенно это важно для фитопланктона, процессы жизнедеятельности которого напрямую зависят от солнечного света. Больше всего его можно обнаружить в поверхностном слое морей и океанов, имеющем название эвфотический слой. На глубине 50 м плотность населения начинает уменьшаться, а после 100 м встретить планктонного представителя можно лишь изредка

На глубине 50 м плотность населения начинает уменьшаться, а после 100 м встретить планктонного представителя можно лишь изредка.

Раем для планктона являются тропические акватории океана, поэтому огромное видовое разнообразие и численность сосредоточены в тёплых волнах Индийского океана. Чаще всего состав разнообразен и намешан, но некоторые экземпляры живут без соседей. К таким относятся рачки артемии, обитающие в водах с настолько высокой солёностью, что её не выносят больше ни одни планктонные организмы.

Но чаще всего видовое разнообразие в море очень обширно. Средние данные по численности показывают, что в одном стакане морской воды находится 200 млн вирусов, которые заражают 20 млн бактерий, тоже находящихся в этом же стакане. Поэтому можно только представить, сколько планктона мы «расталкиваем» своим телом, заходя в морскую воду.

Раньше в северных частях Атлантического океана планктон не выживал из-за низких температур, но сейчас, спустя 800 тыс. лет, он опять вернулся в эти области. Причиной тому стало таяние полярных ледников, которое происходит более интенсивно в связи с глобальным потеплением. Наличие в этих акваториях пищи привлекло сюда серых китов. Какие ещё изменения в природе способно вызвать расселение этих морских микроорганизмов, можно только предполагать.

Встретить планктон возможно не только в экзотических местах: он живёт в любых водоёмах, даже в небольшом ведре с водой, которое несколько дней простояло дома. В аквариуме его с удовольствием поедают рыбы, разнообразя свой рацион и приближая его к природному. Встретить зоопланктон можно и в супермаркете, здесь он будет продаваться под названием «криль», который является довольно вкусным деликатесом, высоко ценимым не только китами, но и людьми.

Бесполое размножение

Этот тип воспроизводства не предполагает слияния гамет (половых клеток), поэтому потомки всегда будут точно такими же, как и родитель.

Есть много видов бесполого размножения. Однако в зоопланктоне ценится метод бесполого размножения — двудольные.

Двудольное размножение — это процесс бесполого размножения, который заключается в получении или развитии двух особей из подразделения родительского организма. Это обычное явление для большинства простейших, встречающихся в зоопланктоне.

Во время этого процесса первое, что должно произойти, — это то, что ДНК организма дублируется, так что после деления между двумя образующимися клетками может быть равное распределение. Впоследствии происходит процесс, похожий на митоз, в результате чего образуются два человека, каждый с той же генетической информацией, что и клетка-предшественница, которая их породила.

Значение Индийского океана

Природный газ, нефть, руда, хром, медь, монацитовые пески–это полезные ископаемые, которыми богаты недра океана. Во впадинах Красного моря удалось обнаружить высокотемпературные рассолы и металлоносные илы, обогащенные железом, марганцем, цинком, свинцом, медью, серебром и другими элементами.

Примечательно, что кое-где можно найти алмазы. Но к сожалению, в современном мире ухудшилась экологическая обстановка. Очистка воды от нефтяного загрязнения производится с помощью специальных судов, собирающих мусор и плавающую пленку нефти с поверхности.

Промысел рыбы также является полезной составляющей для человека, но в Индийском океане он находится на отметке всего лишь 5%, а это очень мало. Для развития торгово-экономических связей в Персидском заливе были созданы нефтяные порты и причалы:в Кувейте – Мена-эль-Ахмади, в Иране – Харк, в Саудовской Аравии – Рас-Таннура, в Ираке – Хор-эль-Амая, основные порты для сухогрузов – Манама на Бахрейнских островах. У входа в Красное море расположен торговый порт Аден (Народная Демократическая Республика Йемен), доступный для крупных судов. Список можно продолжать, но ясно одно, что наличие портов имеет огромное значение для людей, живущих на территории акваториальных государств.

Что такое планктон и зачем он нужен

Слово «планктон» греческое и в переводе означает что-то парящее, блуждающее. Различные организмы, населяющие водные просторы и подчиняющиеся воле течения, объединены одним этим емким словом. Даже в маленькой капле воды, где бы она ни находилась, будет развиваться планктон.

Составные части планктона:

производители (фитопланктон)– одноклеточные водоросли, способные к процессу фотосинтеза, и цианобактерии;
утилизаторы (бактериопланктон) – бактериальная составляющая планктона;
потребители (зоопланктон) – животные, переносимые потоками воды и не противостоящие ее течению.

Планктон в море или в океане является звеном в пищевой цепочке – им питаются рыбы, водные животные, птицы, а они служат пищей другим, более крупным, видам животных. Мельчайшими водорослями в составе планктона питаются ракообразные, а их поедают рыбы.

Солнечного света, так нужного для фотосинтеза, в поверхностных слоях воды больше, поэтому органические вещества, используемые организмами не один раз, образуются именно там. Все, что остается, опускается, а через какое-то время образовавшиеся на дне биогенные элементы снова попадают наверх при перемешивании водных слоев.

Интересные факты о планктоне:

способен менять химический состав воды, сдвигая показатель кислотности в большую или меньшую сторону примерно на 2 единицы;
небольшой по объему водоем зоопланктон может профильтровать за 24 часа, а на фильтрацию слоя морской воды, толщиной 500 м, потратит около трех месяцев, поскольку концентрация организмов в морской воде ниже;
1 см3 воды содержит 5-10 млн бактерий, от 10 до нескольких сотен тысяч клеток водорослей, а организмов зоопланктона – сотни особей;
в стоячей воде планктонные организмы способны смещаться в определенном направлении – вертикально передвигаются водоросли, поднимаясь днем к солнечному свету, а в ночное время опускаясь ниже на 3-5 м (внизу минеральных веществ больше), зоопланктон с наступлением темноты опускается на бóльшую глубину – около 300 м;

часть планктона – меропланктон, находится в его массе только в стадии личинок или икринок и вместе с ним мигрирует, затем оседает, а вылупившиеся особи червей, моллюсков, морских ежей, офиур, крабов, кораллов и др. существуют уже самостоятельно;
некоторые виды рыб нерестятся в планктоне и их икринки тоже какое-то время существуют в его массе, поддерживаться на плаву им помогает капля жира в их составе;
держаться в плавающем состоянии планктонным организмам помогают различные приспособления, например, выросты, тело уплощенной формы, пористый скелет, газообразные и жировые образования;
А. Нобель, создавая динамит, использовал диатомовую землю, состоящую из останков диатомовых водорослей, входящих в состав планктона;
окраска воды дает возможность узнать распределение планктона – синяя и прозрачная вода сообщает о малом количестве организмов (свет в ней отражать некому), зеленая вода – признак наличия водорослей, а значит, здесь есть и рыба;

Красное море получило название из-за большого количества триходесмиума – водоросли, имеющей в составе пигмент, окрашивающий воду в коричнево-красные цвета;
растения динофлагелляты, быстро размножаясь (около 6 млн клеток в литре воды), способны окрасить воду в красный цвет, что иногда приводит к эффекту «красного прилива» и гибели многих организмов, поскольку динофлагелляты содержат ядовитые вещества;
фитопланктон более активно размножается там, где большое количество минеральных веществ, необходимых для его жизнедеятельности.