Экологические области океана

Прежде всего среди екологичнийх областей Мирового океана различают толщу воды - пелагиаль, область распространения пелагических животных, и дно океана - бентали, заселенную бентосом, т.е. организмами, обитающими на почве или в его толще.

Бентали

Бентали подразделяют на супралиторали, литораль, сублиторали, батиаль, абисаль.

Супралиторали

Супралиторали - побережье океана, расположенное выше литорали, то есть выше уровня воды в самый высокий прилив, но которое еще чувствует эпизодическое воздействие океанических вод при нагонах и штормах. Здесь живут как наземные, так и морские организмы.

Литораль

Литораль - прибрежная зона морского дна, осушается во время отлива. Расположена между уровнями воды в самый низкий отлив и в высший прилив. Жители литорали дважды в сутки покрываются водой и дважды в сутки освобождаются от нее; они живут при резких изменениях температуры и солености воды, при действии прибоя, на прямом солнечном свете. Некоторые животные, которые прикрепляются к скалам, могут поселяться так высоко, что покрываются водой только два раза в месяц, при максимальном сизигийному притоке. Значительное число видов вне этой полосой существовать не могут. Только с ней связаны группировки мангров. В приполярных странах в полосе литорали жизнь крайне скудное, так как значительную часть года лед влияет на нее отрицательно. Литораль простирается до глубины 40-50 м.

Сублиторали

Сублиторали - прибрежная часть океана, непосредственно примыкающая к литорали и располагается на глубинах от 40-50 м до 200 м (реже глубже), простирающийся от уровня воды при низком отливе до нижней границы распространения донной растительности. С сублитораллю связаны богатые промыслы беспозвоночных. Шельфовый зоны океана располагаются главным образом в пределах неритичнои (неритовой) области. Для нее характерны: большая подвижность воды, изменчивость температуры, значительное проникновение света, большое разнообразие растительного и животного мира.

Эта область тесно связана с сушей: большое количество органического вещества доставляется реками, улучшает трофические условия. Многие жители (ластоногие, прибрежные виды китообразных, пингвины, виды крабов и раков-отшельников (Paguroidea) и т.д.) связаны с берегами или реками. Есть много видов, населяющих толщу воды, личинки которых живут на дне, и, наоборот, видов, ведущих в личиночном состоянии пелагический образ жизни, а во взрослом состоянии входят в состав бентоса. В неритичний области лежат основные районы рыболовства.

Выделяются мелководье с мягким и твердым грунтом. На мягком грунте особенно многочисленные присущие только мелководьем водоросли и цветковые растения. Из водорослей на мелководных участках преобладают зеленые и бурые, в том числе ламинарии и фукс, а на более больших глубинах - красные водоросли (багрянки). Из цветочных растений преобладают виды рупиевым (Ruppiaceae), например рупия морская (Ruppia maritima), зостера (Zostera), которых называют морской травой или камки, и некоторые другие. В отличие от водорослей, легко прикрепляются и к скального грунта, цветочные растения предпочитают мягкий (илистом или песчаном) грунта, в который легко проникают их корни. В зарослях прикрепленных к грунту растений находят убежище многие животные. На мягком грунте мелководий живут черви, крабы, офиуры, морские звезды, многие моллюсков. Нередко, особенно в условиях песчаного грунта, особей, живущих на поверхности почвы, бывает значительно меньше, чем у живущих в его толще. Некоторые жители способны зарываться на глубину до 50 см, предпочитая песчаном грунта над илистым, поскольку последний за значительного количества гниющих органических остатков обычно характеризуется дефицитом или отсутствием кислорода. Поэтому илистый грунт, часто характеризуется анаэробными условиями, заселен слабее песчаного.

Мелководье со скалистым грунтом характеризуются жесткостью субстрата, препятствующий проникновению в него многих животных. Здесь есть сверлильные организмы, активно вгрызаются в скалы и камень. усоногих раков (Cirripedia), которые живут на поверхности субстрата, моллюски имеют прочные раковины и прочно прикрепляются к грунту, что не позволяет волнам оторвать их. В пещерах и трещинах, характерных для скальных грунтов, поселяются головоногие моллюски, а также некоторые другие беспозвоночные и рыбы (например, мурены).

Распространенные в мелководьях тропических морей коралловые рифы характеризуются исключительным богатством и многообразием жизни. Среди ветвей кораллов много ярко окрашенных рыбок со сжатым с боков телом, многочисленные моллюски, многощетинковые черви, ракообразные. Коралловые полипы находятся в мутуалистичних отношениях с определенными видами зеленых водорослей. Водоросли доставляют полипа кислород, необходимый для дыхания, а сами находят в теле кораллов убежище от врагов. Поэтому полипы не могут развиваться на глубинах с недостаточной для существования этих водорослей количеством света. В последние годы морская звезда Acanthaster, поедающий полипы, нанесла рифам значительный ущерб во многих районах океана. Ввжають, что широкое распространение этого вида звезды связано с антропогенным загрязнением вод неритичнои области, которое способствует ее процветанию. Для неритичнои области в целом характерна ее прерывность. Она развита вдоль разобщенных друг от друга островов вдоль континентов она прерывается предустьевом пространствами с их сильно опресненной, а иногда даже пресной водой. В связи с этим и ареалы жителей неритичнои области разбиты на отдельные участки.

Хотя неритична область, если ограничить ее площадь материковой отмелью до глубины 200 м, составляет всего 8% площади океана (29 млн. км ²), она богаче в фаунистических и флористическом отношении по сравнению с другими областями океана.

Батиаль

Батиаль располагается на материковых склонах на глубинах 200-2 000 м между неритичною областью и абисаллю. Батиаль характеризуется слабой освещенностью в верхней части и отсутствием видимых лучей спектра в нижний. Для нее характерны незначительные колебания температуры и солености. В отличие от неритичнои области, на которой откладываются преимущественно галечник и ракушечники, в батиали преобладают илы.

Абисаль

Абисаль - область наибольших морских глубин, превышающих 2 000 м, которая отвечает ложу Мирового океана. Характеризуется чрезвычайно медленным передвижением воды от полюсов к экватору, постоянно низкими температурами (около +4 ° C), практически почти полным отсутствием света. Здесь совсем не встречаются зеленые растения.

Для абиссальной бентали характерно развитие мощных покровов ила. Высокая мощность ила обусловлена практически полным отсутствием движения воды в этой области. Ил, как было, может иметь различное происхождение. На максимальных глубинах часто развивается так называемый красный ил вулканического происхождения. Особенно характерен он для максимальных глубин Тихого океана. Нередко ил абисаль представляет отложения панцирей или раковинок организмов, часто микроскопических. Мулы, образованные простейшими (радиолярии) и водорослями (диатомеи), соответственно радиоляриевий и диатомовый мулы являются кремнеземных, а мулы, образованные раковинками простейших (инфузорий глобигерин Globigerina) и моллюсков (птеропод Pteropoda), - соответственно глобигериновий и птероподовий мулы, состоят из углекислого кальция (Ca2CO3). Ил представляет собой рыхлую массу, в которую животные, живущие на дне, могут легко погрузиться. Поэтому для жителей абиссальной бентали характерны уплощенные формы (в морских ежей Echinarachnius) или развитие выростов тела и конечностей, препятствующие внедрению (в голотурий Holothuroidea и морских лилий Crinoidea с иглокожих, а также у жителей глубоководной бентали из числа ракообразных, губок, полипов, плеченогих Brachiopoda).

Пелагиаль

В толще воды - пелагиали выделяют епипелагиаль - освещенные слои воды до глубины 200 м и глубоководную пелагиаль. Последняя в свою очередь подразделяется на батипелагиаль, лежащий на глубинах 200-2 000 м, и абисопелагиаль глубже 2 000 м. Выделяют также мезопелагиаль - переходную зону между епипелагиаллю и батипелагиаллю; гиперпелагиаль - воды глубоководных желобов.

Епипелагиаль

В толще воды живут представители четырех групп организмов: нектон, планктона, плейстона и нейстона. Нектон - совокупность активно плавающих организмов, обитающих в водной толще. Основные представители нектон - пелагические рыбы. Виды планктона - организмы, живущие в толще воды и переносятся морскими течениями и волнами, поскольку сами передвигаются очень медленно. Плейстона и нейстон - это небольшое число видов в соответствии растений и животных, обитающих на поверхности воды.

Основу всей жизни пелагиали представляет планктон, в состав которого входит растительный планктон (фитопланктон) и зоопланктон. Малая скорость собственных движений планктона ни в коей мере не может противостоять движения воды. У видов планктона, как и у представителей нектон, есть приспособления, препятствующие их внедрению в толщу вод. К числу таких приспособлений относятся: уменьшение удельного веса за счет выработки веществ, имеющих малый удельный вес (в первую очередь жиров) и за счет насыщения тканей и полостей тела водой (так, в некоторых медуз вода составляет 99% от веса тела). Некоторые виды имеют специальные воздушные камеры, уменьшают их удельный вес. Облегчению веса способствует сокращению или даже исчезновению скелетных образований. Возможность существования в подвешенном состоянии растет за счет изменения формы тела - образование выростов, увеличивающих площадь тела, его уплощение. У некоторых видов планктона имеются специальные органы движения - реснички и др. К фитопланктона относятся почти исключительно микроскопические одноклеточные организмы, имеющие хлорофилл и способны к ассимиляции. Они и являются основой жизни океана, источником первичной продукции - продуценты. Значительно меньшую роль в этом играют зеленые растения, прикрепленные ко дну, - различные водоросли и цветковые растения, а также хемотрофи.

По подсчетам В. Г. Богорова, биомасса фитопланктона (в сыром виде) составляет в Мировом океане 1,5 млрд. тон, а его продукция - 559 млрд. т, а биомасса и продукция фитобентоса соответственно 0,2 и 0,2 млрд. тон. Таким образом, продукция фитопланктона превышает его биомассу в 366 раз. Иными словами, масса фитопланктона удваивается примерно каждые сутки. В целом водоросли в Мировом океане (включая фитопланктон) создают органического вещества (в сухом весе) около 74% от мировой продукции. «Урожайность» водорослей составляет 1,3-2,0 тонн сухого вещества на 1 га поверхности водной толщи в год.

Как фитопланктон, так и зеленые прикрепленные ко дну растения могут жить только в освещенных частях океана. Зоопланктон представлен в океане как микроскопическими, так и более крупными организмами - медузами и сифонофоры с кишечнополостных, сальпы и апендикуляриямы с хордовых.

Неосвещенная область океана, охватывающая батиаль и абисаль, имеет некоторые общие особенности, обусловленные песимальних условиями существования. Дефицит света начинает сказываться с глубин в несколько десятков метров, но достаточное для ассимиляции количество света проникает в глубины океана около 200 м, а иногда и глубже - до 550 м в зависимости от угла падения солнечных лучей и прозрачности воды. До сих глубин распространены фотосинтезирующие растения, хотя и на глубины 1 000-1 500 м проникают следы света.

Абисопелагиаль

Абисопелагиаль занимает около 80% морского дна и основную толщу морской воды, значительно превосходя по площади неритичну область, а по объему освещенную пелагиаль. При этом несомненно абиссальных бентос является производным от бентоса освещенной области океана, а население абиссальной пелагиали происходит от жителей освещенной пелагиали. Наряду с отсутствием света на подборе глубоководных форм сказываются высокое давление и низкие температуры, характерные для глубин, которые образуют здесь песимальних условия существования.

Об уменьшении числа видов с глубиной свидетельствуют данные океанологической экспедиции на корабле «Челленджер». Ею были обнаружены на разных глубинах следующие количества видов крабов: до 36 м - 190, от 36 до 180 м - 75; 180-360 м - 28; 360-900 м - 21; 900-1 800 м - 3, 1 800 - 3600 м - 2. Такая же закономерность прослежена и для числа видов простейших - фораминифер, равной на глубинах до 100 м - 138, а на глубинах 5 000-6 000 м - всего 19.

Полное отсутствие живых растений в абисопелагиаль - причина отсутствия в этой области океана растительноядных форм. Из членов цепей питания здесь есть только консументы 2-го и 3-го порядков, то есть потребители животной пищи, и редуценты - сапрофаги. Роль сапрофагов-детритоидив (потребителей мертвого органического вещества) в абисаль велика. Органические остатки - трупы животных, мертвые растения, в том числе мертвые особи фитопланктона, опускаются в абисаль с освещенных слоев океанической пелагиали. С глубиной мощность этого потока уменьшается, поскольку жители менее глубоких слоев воды перехватывают его часть. Отсутствие продуцентов и уменьшение биомассы редуцентов-детритоидив ухудшает условия питания на глубинах и приводят к уменьшению общей биомассы животного населения.

В абисопелагиали наблюдается определенная зависимость биомассы и продукции от соответствующих показателей в освещенной части пелагиали: чем беднее жизнью поверхностные осветленные воды, тем беднее жизнь в расположенных под ними участках абисаль. Наибольшее своеобразие жителей абисаль связана с отсутствием света.

Развитие жителей абисаль шел в двух противоположных направлениях. Одни из них потеряли зрение или зрение их резко ослаблен. Для этих видов характерно развитие высокочувствительных органов осязания: удлиненных лучей плавников и специальных чувствительных нитей у рыб, антенн у ракообразных. Развитие таких выростов тела у жителей абисаль возможен, поскольку движение воды здесь почти полностью отсутствует.

Другие жители абисаль способны сами производить свет. Значение этого света, зачастую очень яркого, конечно прерывистого, что дает резкие вспышки, видимо, многостороннее. Освещая пространство, окружающее животное, на большую или меньшую глубину, это свет позволяет рассмотреть, а иногда и привлечь добычу, также может и привлекать особей своего вида. О возможности привлечения особей своего вида свидетельствует то обстоятельство, что их окраска и сила света, испускаемого, специфичные для разных видов. Гипертрофия органов зрения, нередко находятся на особых стебельках, присуща не только светящимся организмам, но и некоторым зрячим жителям абисаль, которые сами не светятся.

Добыча в абисаль попадается нечасто. Именно этим обусловлен развитие в хищников огромного, способного сильно растягиваться желудка в сочетании с очень широким ртом. Это позволяет таким хищникам проглатывать добычу, превышающую размеры самого охотника. Хотя в абисаль есть реликты, порой довольно древние, например триасового и юрского возраста, однако однообразие условий существования в этой области является причиной крайней медлительности процесса видообразования и значительного количества широкорозповсюджених видов как из числа представителей бентоса, так и пелагичих.

Антропогенное воздействие

В последние десятилетия происходит интенсивное загрязнение океана в результате антропогенной деятельности. В океан сносятся реками, поступают из атмосферы ртуть (Hg), свинец (Pb), кадмий (Cd) и другие тяжелые металлы, различные токсические органические вещества, например ДДТ. Они растворяются в воде, накапливаются в донных отложениях, поступают в тела обитателей океана. Наиболее мощные загрязнения связаны с нефтью. Нефтяной пленкой покрыты 32% поверхности вод Красного моря, 40% - Средиземного моря. Максимальная ее концентрация была установлена в северной части Атлантического океана у Гибралтарского пролива - 2 000 мг / м ². При авариях нефтеналивных судов огромное количество нефти выбрасываются в океан. Это сказывается на уменьшении продукции обитателей океана, их гибели, мутагенезе и канцерогенезе. Это послужило основой для прогнозирования скорой гибели всей жизни в океане. С таким прогнозом выступил, например, ученый и путешественник Тур Хейердал.

Охрана жизни в океане от гибели - одна из существенных и неотложных задач биогеографов мира. Биогеографические области Мирового океана, связанные с тропическими, субтропическими, умеренными теплыми, умеренными холодными и приполярных водами, различающихся по экологическим условиям.

Современные исследования

Census of Marine Life - проект переписи морской жизни и развития исчерпывающего реестра жителей Мирового океана. Приблизительная смета $ 1 млрд. Время проведения - 2000-2010 годы. По предположениям он охватит не менее 250 тыс. видов морских существ. Их количественное и качественное состояние, экологию, биогеографии.

Уже открыто почти 6 тыс. новых видов живых существ. Среди них осьминог Megaleledone setebos, житель антарктических вод, признанный специалистами предком усих глубоководных осьминогов.

Практическая сторона проекта - понимание механизмов существования морской жизни дает возможность противодействовать тотальному исчезновению промышленного рыболовства в 2050 году.