Реферат: Пищевые цепи моря

В 1953 г. в одном японском селении люди начали болеть какой-то непонятной болезнью. Она поражала нервную систему: у больных нарушалась координация движений, они теряли слух, зрение, рассудок.

Врачи поставили диагноз: отравление ртутью. Но откуда взялась эта ртуть? Правда, поселок находился рядом с морским заливом, куда химический завод сбрасывал свои отходы, в том числе и ртуть. Но содержание ртути в морской воде было ничтожным.

Чтобы объяснить причины этого происшествия, начать придется несколько издалека. Мы знаем, что в природе почти нет живых существ, которые сами не поедали бы других или не служили кому-либо пищей.

Растения служат пищей для множества насекомых. Насекомые – основная добыча лягушек. Лягушки – излюбленная пища для некоторых змей, например ужей. Змеями питается орел-змееяд. У хищника нет заметных крупных врагов, но ему не дают покоя клещи и прочие паразиты.

Перечисленные животные составляют «звенья» (уровни) одной пищевой цепи. Первый уровень в любой цепи, как правило, - зеленые растения.

В этой цепи не может быть бесконечного числа уровней. Дело в том, что на каждом следующем уровне биомасса уменьшается в десятки раз. Из 1000 кг растений лось сможет «построить» 100 кг своего тела. А тигру, чтобы увеличить массу тела на 10 кг, требуется 100 кг лосиного мяса. Поэтому в пищевых цепях обычно 3-4 уровня. Закономерность эта называется экологической пирамидой. Каждая следующая «ступенька» пирамиды гораздо меньше предыдущей.

Особенно длинны часто бывают паразитические цепи питания. В теле гусениц паразитируют личинки мух, в личинках мух – черви-нематоды, в червях – бактерии, а в бактериях – вирусы.

Вершиной многих цепей питания является человек. Чем выше плотность населения какой-либо страны, тем короче здесь основная пищевая цепочка, т.е.

- 3 -

людям приходится питаться преимущественно растительной пищей. Пища жителей Китая или Индии – преимущественно вегетарианская. В пищевом рационе населения стран Европы и Америки доля мяса и рыбы значительно больше.

Вернемся теперь к случаю в японской деревне. Что же произошло? Оказывается, ртуть, как и многие другие ядовитые продукты, может накапливаться в цепях питания от уровня к уровню. Содержание ртути неуклонно нарастает в пищевой цепи от бактерий и водорослей до рыб. Выше всего содержание ртути, как нетрудно догадаться, в организмах рыб-хищников: акул, щук, тунцов. Ртуть, выброшенная в водоем, в конце концов, «собранная по крупинке», вместе с выловленной рыбой оказывается на столе человека. Так и попала она в пищу жителей японской деревушки.

Вредные вещества, где бы и когда бы они ни были выброшены человеком в природу, пройдя по цепям питания, очень часто никуда не «исчезают», а «возвращаются» и бьют рикошетом по здоровью людей.

В своем реферате я бы хотела подробнее остановиться на пищевых цепях моря.

За мелким шельфовым морем, там, где материковый склон более или менее круто обрывается к глубоководной равнине, начинается собственно океан, зона открытого моря. Вода здесь преимущественно прозрачная и си­няя; это связано с отсутствием взвешенных неорганических веществ и мень­шим количеством микроскопически малых планктонных растений (фито­планктона) и животных (зоопланктона). В некоторых областях океану присуща особенно яркая синяя окраска: пример тому — Саргассово море в западной части Северной Атлантики. В

- 4 -

подобных случаях говорят об океанских «пустынях». Здесь даже на глубине 1000 м можно с помощью чувствительной измерительной аппаратуры обнаружить следы солнечного света, правда, только в сине-зеленой области спектра. Для открытого моря характерно полное отсутствие в составе зоопланктона личинок донных жи­вотных (ракообразных, моллюсков, иглокожих), число которых в зоне кон­тинентального склона резко убывает по мере удаления от берега. Только там, где есть течения, идущие от материков в океан, в планктоне можно иногда обнаружить высокую плотность личинок бентосных животных.

В противоположность зоне мелководий в открытом море не бывает су­щественных колебаний солености и температуры. В среднем соленость во­ды составляет около 35‰, достигая в тропиках при сильном испарении 37‰. Вода в тропиках прогревается до 27° С, тогда как в высоких широтах охлаждается примерно до 4° С. Сезонные колебания температуры как в тро­пиках, так и в полярных областях составляют менее 2°. Лишь в умеренных широтах их амплитуда достигает 10°. Эти колебания температуры можно обнаружить только в поверхностных слоях воды до глубины 100-150м. Приповерхностные слои воды в тропических и субтропических областях на­греваются солнцем особенно сильно. Этот теплый и более легкий слой во­ды достигает толщины 50-100 м; ниже располагается холодная и более плотная вода глубин. Между двумя этими массами воды расположен слой резкого перепада температур, являющийся барьером для многих мелких планктонных организмов из-за резких изменений температуры, а иногда и солености, препятствующих также перемещению кислорода и пита­тельных веществ сверху вниз.

Как на широких океанских просторах, так и на мелководьях един­ственным источником энергии для всех форм жизни является солнечный свет. В результате

- 5-

процесса фотосинтеза растительный планктон с по­мощью хлорофилла создает органические вещества из воды и углекислого газа. Эта так называемая первичная продукция образуется в прозрачной океанской воде до глубины 100, максимум 200 м, то есть только в освещен­ной (эуфотической) зоне. К ней примыкает сумеречная зона, простирающая­ся до глубины 800 м.

Морской растительный планктон состоит преимущественно из разно­образных диатомовых водорослей (класс Diatomeae ) и динофлагеллят из жгутиковых (класс Flagellatae ). Для их роста нужен не только свет, но и присутствие определенных минеральных солей. Особенно важны фосфаты и нитраты, но необходимы также железо, марганец и некоторые витамины, например витамин В₁₂ . Кроме того, диатомовым водорослям для построе­ния их раковин нужны соли кремниевой кислоты (силикаты). Большинство этих веществ распределено в океане весьма неравномерно. Только на глубинах свыше 1000 м имеются богатые резервы фосфатов, которые, однако, оставаясь там, не могут быть использованы н одним живым существом.

Когда весной с увеличением длины дня в высоких широтах начинается быстрое размножение растительного планктона, в освещенной зоне вскоре кончаются все запасы минеральных солей. Только вблизи побережий (например, у Перу или Западной Африки), где глубинные воды поднимаются к поверхности, существует постоянный приток минеральных веществ. Поэтому там почти круглый год обильно развивается фитопланктон. Увеличение первичной продукции отмечается и в некоторых экваториальных участках океанов, где под влиянием расходящихся поверхностных течений поднимаются наверх глубинные воды. Она велика в холодных зонах, для которых характерен сильный вертикальный обмен водных масс, но самая обильная первичная продукция

- 6 -

отмечена все-таки в зоне подъема глубинных вод у западных побережий некоторых материков. Напротив, огромные пространства открытого моря сравнительно малопродуктивны. Тем не менее общая продукция органических веществ, поставляемая Мировым океаном, в 2-3 раза выше, чем продуктивность суши ¹ . Правда, если принять во внимание, что океаны занимают 71 % территории нашей планеты, то придется оценить их первичную продукцию как относительно малую. По подсчетам, в Мировом океане 15 млрд. т углерода ежегодно включается в новообразованные органические вещества, что соответствует примерно 500 млрд. т свежего фитопланктона.

Органические вещества, синтезированные водорослями, передаются по пищевым цепям прямо или косвенно всем живым существам моря. Второе звено такой пищевой цепи - животные-фильтраторы. Составляющие расти­тельный планктон организмы микроскопически малы, их размеры всего от 0,002 до 1 мм. Правда, нередко они образуют колонии, величина которых, однако, не превышает 5 мм. Тем, кто питается этой растительной пищей, необходимы особые фильтрующие устройства. Действительно, многие виды веслоногих рачков (к примеру, представители рода Са1апи s ) обладают фильтрующим ротовым аппаратом, несущим тонкие перистые выросты; с его по мощью они могут постоянно процеживать воду. Типичными фильтраторами являются также относящиеся к

оболочникам сальпы (класс Thaliacea ) и аппендикулярии (класс Appendicularia );

¹ Это утверждение в настоящее время считается неверным. Первичная биологическая продуктивность суши оценивается 115 млрд. т в год, а для океана лишь – 55 млрд. т в год, то есть в 2 с лишним раза ниже. С учетом продукции, производимой ультрамелкими организмами планктона (этот раздел знаний начал развиваться совсем недавно) разница, возможно, не так велика, но океан в целом менее продуктивен, чем суша.

Первичная продукция органических веществ в Мировом океане, образующаяся за счет фитопланктона (в мг углерода на 1 м² в день).

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--