Солевой режим. В жизни водных организмов
важную роль играет соленость воды или солевой режим. Химический состав вод
формируется под влиянием естественно-исторических и геологических условий, а
также при антропогенном воздействии. Содержание химических соединений (солей) в
воде определяет ее соленость и выражается в граммах на литр или в промиле (°/од). По общей минерализации
воды можно разделить на пресные с содержанием солей до 1 г/л, солоноватые (1-25
г/л), морской солености (26-50 г/л) и
рассолы (более 50 г/л). Наиболее важными
из растворенных веществ в воде являются карбонаты, сульфаты и хлориды (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Состав
основных солей в различных водоемах (по Р. Дажо,
1975)
Водоемы
Карбонаты
Сульфаты
Хлориды
Соленость,
г/л
Пресные
воды
Открытый
океан
Черное
море
Каспийское
море
Аральское
море
79,9
0,4
1,59
1,24
0,93
13,2
10,8
9,69
30,5
38,71
6,9
88,8
80,71
63,36
58,59
—
35
19
12,86
11,28
Среди пресных вод много почти чистых, но много и
таких, которые содержат до 0,5 г
растворенных веществ на литр. Катионы по их содержанию в пресной воде
располагаются следующим образом: кальций—64%,
магний— 17%, натрий— 16%, калий —
3%. Это средние значения, а в каждом конкретном случае возможны
колебания, иногда значительные.
Важным элементом в пресных водах является содержание
кальция. Кальций может выступать в роли ограничивающего фактора. Различают воды
«мягкие», бедные кальцием (менее 9 мг на 1 л), и воды «жесткие», содержание его в
большом количестве (более 25 мг на 1 л).
В морской воде среднее содержание растворенных солей
составляет 35 г/л, в окраинных морях
значительно ниже. В морской воде обнаружены 13
металлоидов и не менее 40 металлов. По
степени значимости первое место занимает поваренная соль, затем хлористый
барий, сернокислый магний и хлористый калий.
Большинство водных обитателей пойкилосмотичны. Осмотическое давление в их теле зависит от солености
окружающей среды. Пресноводные животные и растения обитают в среде, где
концентрация растворенных веществ ниже, чем в жидкостях тела и тканей. Из-за
разницы в осмотическом давлении вне и внутри тела в организм постоянно
проникает вода, вследствие чего гид-робионты пресных вод вынуждены интенсивно
удалять ее. У них хорошо выражены процессы осморегуляции. У простейших это
достигается работой выделительных вакуолей, у многоклеточных — удалением воды через выделительную систему.
Некоторые инфузории каждые 2—2,5 мин
выделяют количество воды, равное объему тела.
С повышением солености работа вакуолей замедляется,
а при концентрации солей 17,5% перестает
работать, так как разница осмотического давления между клетками и внешней
средой исчезает.
Концентрация солей в жидкостях тела и тканей многих
морских организмов изотонична концентрации растворенных солей в окружающей
воде. В связи с этим осморегуляторные функции у них развиты слабее, чем у
пресноводных. Осморегуляция является одной из причин того, что многие морские
растения и животные не сумели заселить пресные водоемы и оказались типичными
морскими жителями: кишечно-полостные (Coelenterata), иглокожие (Echinodermata), губки (Spongia), оболочники (Tunicata), погонофоры (Pogonophora).
С другой стороны, в морях и океанах практически не обитают насекомые, тогда как
пресноводные бассейны обильно ими заселены. Типично морские и типично
пресноводные организмы не переносят значительных изменений солености и являются
стеногалинными. Эвригалинных
организмов, в частности животных, пресноводного и морского происхождения не так
много. Они встречаются, нередко в больших количествах, в солоноватых водах. Это
такие, как лещ (Abramisbrama), пресноводный судак (Stizostedionlucioperca), щука (Ezoxlucios),
из морских — семейство кефалевых (Mugilidae).
Обитание растений в водной среде, помимо
перечисленных выше особенностей, накладывает отпечаток и на другие стороны
жизнедеятельности, особенно на водный режим у растений, в прямом смысле
окруженных водой. У таких растений транспирации нет, а следовательно, и нет
«верхнего двигателя», поддерживающего ток воды в растении. И вместе с тем ток,
доставляющий к тканям питательные вещества, существует (правда, значительно
слабее, чем у сухопутных растений), с ясно вьфаженной суточной периодичностью:
днем больше, ночью отсутствует. Активная роль в его поддержании принадлежит
корневому давлению (у прикрепленных видов) и деятельности специальных клеток,
выделяющих воду, — водяных устьиц или
гидатод.
В пресных водах распространены растения, укрепленные
на дне водоема. Часто их фотосинтетическая поверхность располагается над водой.
К ним относятся камыши (Scirpus), кувшинки (Nymphaea),
кубышки (Nyphar), рогозы (Typha), стрелолист (Sagittaria).
У других фотосинтезирующие органы погружены в воду. Это рдесты (Potamogeton),
уруть (Myriophyllum), элодея (Elodea). Отдельные виды высших
растений пресных вод лишены корней и свободно плавают или обрастают подводные
предметы, водоросли, которые прикреплены к грунту.