Планктон морей: доминирующие группы и их размеры
К планктонным организмам относятся гидробионты, которые в основной своей массе не способны к активным перемещениям в толще воды, а если и обладающие ими, то в силу малых скоростей передвижения не могут противостоять токам воды. О таком разграничении можно говорить только в общих чертах, так как в спокойной воде многие организмы планктона активно двигаются в определенном направлении. Открытый океан – это мир планктона. Огромные его пространства населены массой живых существ.
В поверхностных водах океана в процессе фотосинтеза микроскопических водорослей создается органическое вещество, которое затем многократно используется организмами, а остатки оседают на дно. Высвободившиеся биогенные элементы вновь попадают в поверхностные слои воды и включаются в новый биологический цикл. Этот грандиозный круговорот осуществляется благодаря функционированию сообщества планктонных организмов.
То же самое можно сказать о планктоне озер и других пресноводных водоемов, в том числе – небольших. Величина биотопа для планктонных организмов варьирует от размера Мирового океана до микроскопической капли.
Океаническая область охватывает две основные крупные зоны – «пелагическую» и «бентическую». Первый термин происходит от греческого «pelagikos» (море), второй – «benthos» (дно), – обозначает морское дно, простирающееся от уровня прилива у берега до самых больших океанических глубин. Пелагическая и бентическая области, в свою очередь, подразделяются на подобласти.
Пелагическая область подразделяется на две основные зоны – прибрежную (неритическую, от имени морского бога прибрежья Нерея) и океаническую. Нерей в древнегреческой мифологии – бог моря, водяной стихии. Граница между этими двумя зонами по вертикали опять же достаточно условна: она проходит по кромке материковой отмели (или континентального шельфа), т.е. на глубине примерно 200 м. Все, что лежит глубже этой границы, составляет океаническую область, а все, что выше, – прибрежную.
Океанический планктон или планктон открытого океана состоит главным образом из голопланктонных организмов, которые в своем развитии не зависят от близости берега и морского дна. Неритический планктон наоборот представлен в основном видами, живущими у побережий. По этой причине большую часть неритического планктона составляют личинки донных организмов.
Голопланктонные организмы (от греч. holos – целый, весь) всю свою жизнь, включая также и период развития, проводят вне связи с твердым субстратом. В эту группу входит большая часть морского и пресноводного планктона. Вторая группа – это меропланктон (от греч. meros – часть), который только определенный период свой жизни проводит в толще водоемов. К ним относятся, например, личинки червей, иглокожих, моллюсков, донных ракообразных, отпочковавшиеся от полипов гидроидные медузы, а также многие живущие в прибрежной области организмы. Все они на начальных стадиях развития ведут планктонный образ жизни.
Многие группы бентосных (донных) организмов прикреплены к субстрату или обитают на нем. По сравнению с организмами планктона, они находятся в невыгодном положении, т.к. сравнительно медленно передвигаются с места на место. Планктонные организмы разносятся течениями на большие расстояния, точно так же, как семена наземных растений разносятся ветром. Это позволяет им быстро завоевывать новые биотопы. У бентосных организмов эту функцию выполняют личинки, которые ведут планктонный образ жизни. Планктонные личинки часто по внешнему виду очень сильно отличаются от своих родителей. Этот меропланктон составляет большую часть пассивно плавающих обитателей морей (особенно в прибрежье). В пресных водах они встречаются крайне редко.
К меропланктону относится так же икра и личинки некоторых видов рыб (к примеру, сардин, камбалы, американского и европейского угрей и др.). Например, икринки камбалы обладают хорошей плавучестью. Они всплывают к поверхности, где и появляется на свет молодь. Каждая икринка содержит жировую каплю, которая помогает ей держаться на плаву. Личинки и мальки камбалы первое время ведут планктонный образ жизни, только значительно позже переходят к бентосному.
Течения, идущие на разных горизонтах океана в различных направлениях, разносят планктонные организмы на значительные расстояния. Это способствует расселению меропланктона на громадные пространства. Время пребывания меропланктона в толще воды сильно варьирует. Так, личинки кораллов проводят в толще воды от 4 до 23 суток, личинки иглокожих – 30-60 суток, личинки донных ракообразных – около 30 суток. За это время личинки могут быть отнесены за десятки и даже сотни километров от мест обитания родителей и тем самым избегнут перенаселения. Найдя благоприятные условия, личинки оседают на дно, и продолжают дальнейшее развитие в форме бентосных организмов.
Пелагические личинки способны распознавать грунт, пригодный для жизни во взрослом состоянии. К примеру, личинки некоторых донных полихет оседают не там, где придется, а руководствуются химическими условиями субстрата, к которому они адаптированы. Когда приближается время оседания, личинки «критически исследуют» дно. Если условия благоприятны, личинки оседают, а если нет – то какое-то время продолжают плавать.
Организмы планктона (особенно крупные формы) активно плавают в толще воды, совершают вертикальные и горизонтальные миграции. В то же время они не способны противостоять движению воды (течениям, приливам, конвекционным токам и др.). Однако все же б’ольшая часть планктона представлена парителями. Это в основном бактерии, микроскопические водоросли, фораминиферы, радиолярии и др.
В зависимости от размера организмов планктон подразделяют на следующие группы.
- Ультрапланктон (в основном бактерии) – величина организмов не превышает нескольких микрометров, нижняя граница находится за пределами видимости.
- Наннопланктон, или карликовый планктон (от лат. нанус – карлик) (мельчайшие водоросли, некоторые бактерии, жгутиковые, простейшие), – величина организмов изменяется микрометрами и десятками микрометров (менее 50 мкм); благодаря своим ничтожно малым размерам организмы нанопланктона проходят через планктонное сито.
- Микропланктон (основная часть фитопланктона, а также инфузории, коловратки, мелкие ракообразные и т.п.) – величина организмов измеряется десятыми и сотыми долями миллиметра (размер от 50 мкм до 1 мм); улавливаются планктонными сетями, поэтому его иногда называют сетным планктоном. К ним относится основная масса фитопланктона, коловратки, простейшие.
- Мезопланктон (от греч. мезос – средний) (крупные представители фитопланктона, часть зоопланктона морей) – величина организмов измеряется миллиметрами (размер от 1 до 10 мм); улавливается планктонными сетями из сравнительно редкого шелкового сита, поэтому его также называют сетным планктоном. В эту группу входят низшие ракообразные, планктонные черви, личинки донных беспозвоночных.
- Макропланктон (от греч. макрос – крупный) (высшие раки, медузы, пелагические крупные черви, хетогнаты и т.п.) – величины организмов измеряются сантиметрами (размер от 1 см, вплоть до 100 см); встречаются исключительно в морях; улавливаются большими планктонными сетями или пелагическими тралами из крупноячеистого материала. Таковы медузы, некоторые высшие ракообразные, оболочники.
- Мегалопланктон (от греч. мегалос – громадный) (многие сцифоидные медузы, крупные сифонофоры и т.п.) – величина организмов измеряется от десятков сантиметров до 1 метра и более; встречаются исключительно в морях.
Однако среди специалистов нет единого мнения относительно классификации размерных групп планктона.
Организмы размерных групп планктона
Далее более подробно рассмотрим организмы, которые входят в те или иные размерные группы планктона.
Наннопланктон. Животный мир представлен одноклеточными (или простейшими) организмами. В основном это фораминиферы, акантарии, радиолярии (или лучевики), тинтинниды (инфузории).
Большинство фораминифер (от лат. foramen – отверстие, fero – ношу) обитает на дне водоемов и относятся к бентосу. В состав планктона входят лишь немногие представители из семейства глобигерин (Globigerinidae): виды рода орбулина (Orbulina) и хастигерина (Hastigerina). Раковины этих видов обычно снабжены длинными радиальными иглами, сильно увеличивающими поверхность, что позволяет им парить в толще воды. Раковины отмерших фораминифер оседают на дно, где вместе с другим осадочным материалом формируют морские донные отложения, так называемые глобигериновые илы. За сотни миллионов лет на дне океанов и морей образовались мощные отложения. К примеру, такими илами покрыто 2/3 поверхности дна Атлантического океана.
Акантарии (Acantharia) имеют большое количество игл (спикул) и этим они отличаются от фораминифер; встречаются в верхнем километровом слое океана в течение всего года. У ряда видов внутри обитают симбиотические одноклеточные водоросли. Эти представители акантарий летом держатся в поверхностных слоях океана, а зимой – на глубинах 50-200 м. Питаются акантарии простейшими и различными водорослями.
Радиолярии обладают кремнистой раковинкой, находящейся внутри цитоплазмы; имеют множество игл. Радиолярии питаются растительными клетками, бактериями, которых они захватывают специальными выростами цитоплазмы – псевдоподиями.
Тинтинниды (Tintinnida), ресничные инфузории – мелкие организмы с многочисленными ресничками. Их домики, имеющие различную форму, состоят из органического вещества. Постоянная работа ресничного аппарата позволяет им парить в толще воды. Реснички подгоняют пищевые частицы к ротовому отверстию. Пищей тинтиннид служат водоросли, радиолярии. Зоопланктон океана размером меньше 35 мкм на 50-80% состоит из ресничных инфузорий.
Микропланктон. В эту группу относят организмы размером от 50 мкм до 1 мм: простейшие, многоклеточные организмы – метазоа, мелкие виды ракообразных (копеподы – от греч. – нога, имеющая форму весла) и их личинки. Копеподы (они же веслоногие) играют огромную роль в жизни океана; являются наиболее многочисленными организмами планктона и представляют самые большие скопления белка в океане. Они являются основной пищей огромного числа морских животных – сардин, сельдей, китов и др. Их размеры колеблются от 0,5 до 12 мм, т.е. входят в состав не только микропланктона, но и мезо-и макропланктона.
В зависимости от географического положения и времени года веслоногие ракообразные составляют от 50 до 90% массы зоопланктона. Растительноядные веслоногие питаются в основном диатомовыми и другими водорослями, а хищные рачки поедают личинок или своих более мелких собратьев. Наиболее хорошо изучено питание рачков рода Calanus, который является одним из наиболее массовых видов планктона. Копеподы содержат 30-50% белков и 20-30% жиров, в связи с этим является прекрасным кормом для многих видов рыб. Численность копепод достигает огромных величин. К примеру, в Баренцовом море в районе Мурманска численность этого вида в отдельные годы достигает 30 экз./л.
Один из наиболее изученных видов копепод – это Calanus finmarchicus, один из наиболее массовых видов северной части Океана. В Северном море эти рачки являются основной пищей сельдей и макрелей. Самки Calanus finmarchicus выметывают свои яйца прямо в воду, где и происходит их развитие. Другие представители копепод (из родов Euchirella, Euchaeta, Oithona) носят яйца (до вылупления личинок) в мешковидных образованиях, прикрепленных к брюшку.
В восточной части тропических и умеренных вод Атлантического океана встречается еще один массовый вид веслоногих – Calanus carinatus. Эти рачки наиболее многочисленны в районах апвеллига, т.е. подъема холодных глубинных вод. Там создаются наиболее благоприятные условия для развития диатомовых водорослей, которыми и питаются эти рачки.
К веслоногим ракообразным относятся также отряды циклопов (Cyclopoida), гарпактицид (Harpacticoida). В морском планктоне встречается только несколько родов циклопов (например, Oithona), остальные представители этого отряда обитают в пресных водах. Все гарпактициды за исключением планктонных родов Euterpina и Oncaea – типичные представители донного населения прибрежной зоны морей.
Мезопланктон. Крупные копеподы, размер которых превышает 1 мм, относится уже к мезопланктону, объединяющему организмы величиной от 1 до 5 мм. Кроме копепод, в эту группу входят ветвистоусые (Cladocera) и ракушковые (Ostracoda) раки. В пресных водах они представлены дафниями (Daphnia). Для кладоцер характерны сильно развитые антенны и способность самок вынашивать яйца внутри раковинки, в особой полости, расположенной на спинной стороне.
Среди наиболее распространенных кладоцер Средиземного моря следует отметить эвадну (Evadne spinifera), которая живет в поверхностных водах. Она питается жгутиконосцами и различными личинками. Другой представитель ветвистоусых – пенилия (Penilia avirostris), обитает в водах, соленость которых менее 38 ‰.
У остракод (ракушковые раки) тело целиком заключено в двустворчатую раковинку. Эти рачки приспособились к жизни в соленых, солоноватых и пресных водах. Остракоды, в основном, обитатели дна, однако среди них есть и планктонные виды.
Кроме ракообразных в состав мезопланктона входят щетинкочелюстные – сагитты, а также кольчатые черви и моллюски.
Щетинкочелюстные (Chaetognatha) (от греч. chaeta – щетинка, gnathos – челюсть) – это самостоятельный тип животных. Среди них наиболее известен род сагитта (Sagitta) – морские стрелки, – которые являются активными хищниками.
Единственными представителями кольчатых червей среди планктонных животных являются полихеты (от греч. polus – много, chaeta – щетинка) – многощетинковые черви. Большинство полихет – донные виды; планктонный образ жизни ведет только род томоптерис (Tomopteris).
Интересно отметить, что некоторые представители донных полихет в период размножения делятся пополам: передняя часть остается на дне, а задняя наполненная яйцами всплывает к поверхности моря. Это наиболее характерно для полихеты Eunice viridis (или «пололо», как их называют жители островов Самоа и Фиджи). Аналогичное явление можно наблюдать в скандинавских водах на северо-западе пролива Каттегат. В апреле в период полнолуния рыбаки вытаскивают в этом районе тралы, заполненные червями рода нереис. В обоих случаях наблюдается тесная связь между фазами луны и началом икрометания полихет.
Планктонные крылоногие моллюски – Pteropoda (от греч. pteron – крыло, podos – нога) также входят в состав мезопланктона. Природа снабдила их двумя похожими на крылья симметричными плавниками, которые позволяют им держаться в толще воды.
Часть крылоногих (п/отр. Thecosomata) сохранили известковую раковинку, однако она очень маленькая и прозрачная. Крылоногие моллюски питаются планктонными водорослями, склеивая отдельные клетки в пищевой комок. В тропических водах крылоногие моллюски встречаются в столь больших количествах, что донные отложения, образованные осевшими на дно раковинками отмерших животных, достигают большой толщины. Такие донные отложения залегают в основном на глубинах до 2000 м. Глубже они встречаются реже, поскольку кальций раковин успевает раствориться в морской воде, пока опускается на большие глубины.
Представители другой группы крылоногих – гимносоматы (Gymnosomata) совсем лишены раковины. Они активные хищники. Типичные представители этой группы крылоногих – моллюски клионе (Clione).
Из класса брюхоногих моллюсков (Gastropoda) пелагический образ жизни ведут также киленогие моллюски: семейства атлантиды, каринариды и птеротрахеиды. Все представители атлантид имеют раковину, в которой животное может спрятаться целиком. У представителей второго семейства раковина прикрывает только жаберные лепестки. Представители птеротрахеид совсем лишены раковины, они являются самыми лучшими пловцами среди этой группы моллюсков.
Макропланктон. К этой группе относятся животные размером более 5 мм. К макропланктону относятся эвфаузииды, размер которых колеблется от нескольких миллиметров до 5 см. В водах Антарктики распространены Euphausia superba, питающиеся фитопланктоном. Обычно эти организмы образуют огромные скопления, возле которых «пасутся» усатые киты, тюлени, многие рыбы, пингвины и другие птицы. Ежедневно один кит съедает до 1,5 т этих рачков. Норвежские китобои издавна называют эти скопления «крилем». Этот термин вошел во все языки и используется в научной литературе. По мнению специалистов «урожай» криля в океане составляет от 100 до 500 млн. тонн в год, в то время как весь рыболовный флот всех стран добывает 60-65 млн. тонн морепродуктов или немногим больше.
Мизиды, как и эвфаузииды, внешне чем-то похожи на маленьких креветок. Они обычно встречаются на глубинах от 100 до 1000 м. Самки вынашивают яйца в выводковой сумке под грудным отделом.
Медузы – один из самых характерных элементов зоопланктона, относятся к двум группам. Первая – гидроидные медузы представляют собой половое поколение различных гидроидных (Hydrozoa). Размер из колокола обычно не превышает нескольких сантиметров. Вторая группа включает сцифоидных медуз (Scyphozoa), известные также под названием медузы акалефесы (жгучие медузы – от греч. akalephe – крапива). Диаметр их зонтика достигает 1 метра и более (у некоторых даже 2 м). Если гидромедузы, как правило, не опасны для человека, то сцифоидные медузы могут вызывать болезненные ожоги (в некоторых случаях это приводит к смерти человека).
Медузы хорошо приспособились к жизни в пелагиали. Их прозрачное тело, на 99% состоит из воды, имеет голубоватый оттенок, что делает их практически невидимыми в воде. Медузы активные хищники – поедают зоопланктон и мальков рыб.
Источник