Доклад на тему «Водная среда обитания»

Введение

Если посмотреть на глобус, сразу видно, что синего цвета на нём гораздо больше, чем зелёного и коричневого. Океаны и моря покрывают около 71 % поверхности Земли, а вместе с реками, озёрами и болотами вода занимает ещё больше места. Именно в воде, как считают учёные, около четырёх миллиардов лет назад появились первые живые организмы, и лишь намного позже растения и животные вышли на сушу.

Водоёмы бывают солёными и пресными. Почти вся вода на Земле, около 97 %, находится в морях и океанах и потому солёная, а пресной воды в реках, озёрах, болотах, ледниках и под землёй совсем немного. Многие морские животные не могут жить в реке, а речные в море, потому что их организм приспособлен к определённой солёности. Лишь немногие рыбы, например лосось и угорь, в течение жизни переходят из пресной воды в солёную или обратно.

На уроках биологии в 5 классе изучают четыре среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную, то есть тело другого живого существа. Водная среда отличается от остальных очень сильно. Человек без специального снаряжения может провести под водой лишь около минуты, а рыбы, раки, медузы и киты живут в ней всю жизнь. Чтобы понять, как им это удаётся, нужно сначала разобраться, чем вода как среда жизни отличается от воздуха.

Цель доклада — рассказать об особенностях водной среды обитания и о том, как живые организмы к ней приспособились. В первой части речь пойдёт о свойствах воды: плотности, давлении, освещённости, температуре и содержании кислорода. Во второй части рассмотрены группы водных обитателей и их приспособления. Материал взят из школьных учебников биологии для 5 класса и из научно-популярной литературы о жизни морей.

Глава 1. Особенности водной среды

1.1 Плотность воды и давление

Вода примерно в 800 раз плотнее воздуха. Из-за этого двигаться в ней труднее, зато она хорошо поддерживает тела. Легко заметить это в бассейне: в воде человек кажется себе гораздо легче, чем на берегу. Поэтому в воде могут жить животные огромного размера, например синий кит, который весит больше ста тонн и на суше просто не смог бы дышать, потому что собственный вес сдавил бы его лёгкие.

Высокая плотность позволяет многим мелким организмам вообще не плавать, а парить в толще воды. Так живут одноклеточные водоросли, рачки, личинки рыб и моллюсков. Чтобы не опускаться на дно, у них есть разные приспособления: капельки жира, длинные выросты тела, похожие на шипы и щетинки, плоская форма, как у листа бумаги, который медленно кружится в воздухе.

Плотность воды связана и с давлением. На поверхности на нас давит только воздух, и это давление принимают за одну атмосферу. При погружении в воду через каждые 10 метров к нему прибавляется ещё одна атмосфера, так что на глубине 100 метров давление уже в одиннадцать раз больше, чем на поверхности. Как оно растёт с глубиной, показано на рисунке 1.

Рисунок показывает, что давление быстро увеличивается с каждым десятком метров. Человек без снаряжения обычно ныряет на глубину не больше 10–20 метров, а в самой глубокой точке Мирового океана, Марианской впадине, где глубина около 11 километров, давление превышает тысячу атмосфер. Тем не менее и там учёные нашли живых существ: рачков-бокоплавов, голотурий и некоторых рыб.

1.2 Свет и температура

Солнечный свет проникает в воду неглубоко. Даже в прозрачной морской воде его достаточно для жизни растений лишь в верхнем слое толщиной в несколько десятков метров, а в мутных реках и озёрах всего в один-два метра. Глубже 200 метров в океане царит полумрак, а ниже тысячи метров наступает полная темнота. Поэтому водоросли растут только у поверхности и на мелководье, а глубоководные животные питаются тем, что опускается сверху, или охотятся друг на друга.

В темноте глубин многие животные светятся сами. У самки глубоководного удильщика над пастью висит вырост с «фонариком» на конце, и мелкие рыбки, приплывая на свет, попадают прямо в рот хищнику. Светятся и некоторые кальмары, медузы, рачки. Учёные называют это явление биолюминесценцией: свет даёт химическая реакция в клетках животного или светящиеся бактерии, которые живут у него в особых органах.

С температурой в воде всё наоборот, чем со светом: она очень устойчива. Чтобы нагреть воду, нужно гораздо больше тепла, чем чтобы нагреть столько же песка или камня, и остывает вода тоже медленно. Летним днём песок на пляже обжигает ноги, а вода в море остаётся прохладной, вечером же песок быстро остывает, а море ещё долго хранит дневное тепло.

Для жизни в пресных водоёмах особенно важно, что лёд легче воды. Он не тонет, а остаётся на поверхности и зимой укрывает пруд или озеро, как крышка. У дна, где вода тяжелее всего, температура держится около плюс четырёх градусов, и рыбы, раки, личинки насекомых спокойно доживают там до весны. Если бы лёд тонул, водоёмы промерзали бы до дна и почти вся жизнь в них погибала бы каждую зиму.

Главные отличия водной среды от наземно-воздушной собраны в таблице 1. Глядя на неё, легче понять, почему у рыбы плавники и жабры, а у зайца лапы и лёгкие.

Таблица 1 — Сравнение водной и наземно-воздушной среды

Как видно из таблицы, по большинству свойств водная среда спокойнее и устойчивее наземной. Однако в одном она заметно уступает воздуху, и об этом стоит рассказать отдельно.

1.3 Кислород в воде

Кислорода в воде гораздо меньше, чем в воздухе. В литре воздуха его около одной пятой части объёма, а в литре воды растворено в десятки раз меньше. Чем теплее вода, тем хуже в ней растворяется кислород, поэтому летом в маленьких прудах рыбам бывает трудно дышать, и они поднимаются к самой поверхности.

Больше всего кислорода в холодной и быстро текущей воде, например в горных реках, где вода всё время перемешивается с воздухом. Неслучайно форель и хариус, которым нужно много кислорода, живут именно в таких реках. В стоячих водоёмах кислород добавляют водные растения и водоросли, которые выделяют его при фотосинтезе.

Зимой, когда водоём покрыт льдом и снегом, растения почти не получают света, и кислорода становится всё меньше. Иногда это приводит к замору, массовой гибели рыбы. Чтобы помочь ей, люди делают во льду проруби. Всё это показывает, что кислород для водных обитателей ценен и его приходится добывать с помощью особых органов дыхания, о которых будет рассказано во второй части доклада.

Глава 2. Обитатели водной среды

2.1 Планктон, нектон и бентос

Всех обитателей водоёмов учёные делят на три большие группы по тому, как и где они живут. Первая группа — планктон, от греческого слова «блуждающий». Это мелкие организмы, которые не могут плыть против течения и парят в толще воды: одноклеточные водоросли, крошечные рачки, личинки рыб, медузы. Многих из них можно разглядеть только под микроскопом, но вместе они составляют огромную массу живого вещества.

Вторая группа — нектон, то есть активные пловцы. К ним относятся рыбы, кальмары, дельфины, киты, тюлени, морские черепахи. Они сами выбирают, куда плыть, умеют преодолевать течение, догонять добычу и уходить от врагов. Почти у всех животных нектона обтекаемое тело, похожее по форме на веретено или торпеду, потому что такому телу легче всего двигаться в плотной воде.

Третья группа — бентос, обитатели дна. Одни из них, как устрицы, мидии, кораллы и губки, всю взрослую жизнь остаются на одном месте, прикрепившись к камням. Другие, например крабы, морские звёзды, раки и камбалы, медленно передвигаются по дну или зарываются в песок и ил. Все три группы связаны друг с другом: планктоном питаются рыбы и даже огромные киты, а остатки погибших организмов опускаются на дно и становятся пищей для бентоса.

Интересно, что самое крупное животное на планете, синий кит, питается одними из самых мелких, рачками криля. Он набирает в пасть сотни литров воды и процеживает её через пластины китового уса, оставляя рачков во рту. Этот пример хорошо показывает, как тесно в водной среде связаны между собой великаны и крохотные обитатели.