Планктон (от греч. planktos — блуждающий) &mdash это разнородные, в основном мелкие организмы, населяющих толщу воды континентальных и морских водоёмов и не способных противостоять переносу течениями.
Термин планктон впервые предложил немецкий океанолог Виктор Хензен в конце 1880 года.
В зависимости от образа жизни планктон подразделяется на:
- голопланктон — весь жизненный цикл проводит в форме планктона;
- меропланктон — существующие в виде планктона лишь часть жизни, например, морские черви, рыбы.
Планктон составляют многие бактерии, диатомовые и некоторые другие водоросли (фитопланктон), простейшие, некоторые кишечнополостные, моллюски, ракообразные, оболочники, яйца и личинки рыб, личинки многих беспозвоночных животных (зоопланктон). Планктон противопоставляют населению дна — бентосу и активно плавающим животным — нектону. В отличие от последних, организмы планктона не способны к самостоятельному движению или подвижность их ограничена. В пресных водах различают озёрный планктон — лимнопланктон и речной — потамопланктон.
Зоопланктон
Зоопланктон является наиболее многочисленной группой гидробионтов, имеющих огромное экологическое и хозяйственное значение. Бактерии и зоопланктон населяют всю толщу вод до максимальных глубин. Они потребляют формирующееся в водоемах и приносящееся извне органическое вещество, ответственен за самоочищение водоемов и водотоков, составляет основу питания большинства видов рыб, наконец, планктон служит прекрасным индикатором для оценки качества воды.
Надо отметить, что планктон никогда не будет обитать в загрязненных водах, где условия окружающей среды не подходят для нормальной жизнедеятельности. Планктон часто называют индикатором природы. В среде, где нарушена экология, скопление планктона резко уменьшается, или вообще исчезает. Любая водная экосистема, находясь в равновесии с факторами внешней среды, имеет сложную систему подвижных биологических связей, которые нарушаются под воздействием антропогенных факторов. Прежде всего, влияние антропогенных факторов, и в частности, загрязнения отражается на видовом составе водных сообществ и соотношении численности слагающих их видов.
Фитопланктон
Растительные фотосинтезирующие планктонные организмы нуждаются в солнечном свете и населяют поверхностные воды, в основном до глубины 50—100 м — так называемый эвфотический слой. Морской фитопланктон состоит в основном из диатомовых водорослей, перидиней и кокколитофорид; в пресных водах — из диатомовых, синезелёных и некоторых групп зелёных водорослей. В пресноводном зоопланктоне наиболее многочисленны веслоногие и ветвистоусые рачки и коловратки; в морском — доминируют ракообразные (главным образом веслоногие, а также мизиды, эвфаузиевые, креветки и др.), многочисленны простейшие (радиолярии, фораминиферы, инфузории тинтинниды), кишечнополостные (медузы, сифонофоры, гребневики), крылоногие моллюски, оболочники (аппендикулярии, сальпы, бочёночники, пиросомы), яйца и личинки рыб, личинки разных беспозвоночных, в том числе многих донных. Видовое разнообразие планктона наибольшее в тропических водах океана.
Организмы фитопланктона — основные продуценты органического вещества в водоёмах, за счёт которого существует большинство водных животных. В мелководных прибрежных частях водоёмов органическое вещество продуцируется также донными растениями — фитобентосом. Обилие фитопланктона в различных частях водоёмов зависит от количества в поверхностных слоях необходимых для него питательных веществ. Лимитируют в этом отношении главным образом фосфаты, соединения азота, а для некоторых организмов (диатомовые, кремнежгутиковые) и соединения кремния. За длительную историю океана эти вещества накопились в больших количествах в его глубинах, главным образом в результате разложения и минерализации органических частиц, оседающих из верхних слоев. Поэтому обильное развитие фитопланктона происходит в районах подъёма глубинных вод (например, в районе стыка тёплых вод Гольфстрима и северных холодных течений, в зоне экваториальной дивергенции вод, в районах сгонных ветров вблизи берегов и т.д.). Поскольку фитопланктоном питаются мелкие планктонные животные, служащие пищей более крупным, районы наибольшего развития фитопланктона характеризуются и обилием зоопланктона и нектона. Значительно меньшее и лишь локальное значение в обогащении поверхностных вод питательными веществами имеет речной сток. Развитие фитопланктона зависит также от интенсивности освещения, что в холодных и умеренных водах обусловливает сезонность в развитии планктона. Зимой, несмотря на обилие питательных веществ, выносимых в поверхностные слои в результате зимнего перемешивания вод, фитопланктона мало из-за недостатка света. Весной начинается быстрое развитие фито-, а вслед за ним и зоопланктона. По мере использования фитопланктоном питательных веществ, а также вследствие выедания его животными количество фитопланктона снова уменьшается. В тропиках состав и количество планктона более или менее постоянны в течение года. Обильное развитие фитопланктона приводит к так называемому цветению воды, изменяющему её цвет и уменьшающему прозрачность. При цветении некоторых перидиней в воду выделяются токсичные вещества, которые могут вызывать массовую гибель планктонных и нектонных животных.
Биологические сезоны планктона
Как все организмы, планктоны имеют свои биологические сезоны. Сезон размножения и развития планктона связан с изменением климатических сезонов. В течение года изменяется состав, численность, возрастная категория в планктоне.
Весенний сезон у планктона начинается бурным цветением водорослей. Весеннее солнце благотворно влияет на активное развитие фитопланктона, что приводит к цветению моря. Развитие фитопланктона напрямую связано с развитием зоопланктона.
Летний сезон у планктона проходит относительно спокойно (численность фитопланктона, сильно выросшая весной, значительно падает).
Фитопланктон по своей численности приравнивается к численности зоопланктона. Осенью численность планктона, обитающего в северных морях значительно уменьшается. В южных широтах осенний сезон повторяет весну.
Зимой численность планктона уменьшается, большинство организмов находятся в состоянии покоя. Длительность биологических сезонов планктона во многом зависит от географического расположения среды обитания. Наступление каждого из сезонов практически совпадает с наступлением климатических сезонов.
В зависимости от размеров организмов планктона, различают:
- фемтопланктон (<0,2 мкм) — океанические вирусы;
- пикопланктон (0,2—2 мкм) — бактерии, наиболее мелкие одноклеточные водоросли;
- нанопланктон (2—20 мкм) — мелкие одноклеточные водоросли, некоторые крупные бактерии;
- микропланктон (20—200 мкм) — большинство водорослей, простейшие, коловратки, многие личинки;
- мезопланктон (0,0002—0,02 м) — веслоногие и ветвистоусые рачки и др. животные менее 2 см;
- макропланктон (0,02—0,20 м) — многие мизиды, креветки, медузы и др. относительно крупные животные;
- мегапланктон (0,2—2 м) — наиболее крупные планктонные животные (например, гребневик венерин пояс длиной до 1,5 м, медуза цианея диаметром до 2 м со щупальцами до 30 м, колонии пиросом длиной до 30 м и более 1 м в поперечнике и др.).
Наибольшую продукцию в океанических водах обеспечивает пикопланктон. Недавно открытые в его составе эукариотические водоросли (например, празинофитовые рода Osteococcus) — мельчайшие из эукариот.
Однако границы этих размерных групп не общеприняты. У многих организмов планктона выработались приспособления, облегчающие парение в воде: уменьшающие удельную массу тела (газовые и жировые включения, насыщенность водой и студенистость тканей, истончённость и пористость скелета) и увеличивающие его удельную поверхность (сложные, часто сильно разветвленные выросты, уплощёпное тело).
Биомасса планктона варьирует в разных водоёмах и их районах, а также в различные сезоны. В поверхностном слое океана биомасса фитопланктона обычно колеблется от нескольких мг до нескольких г/м3, зоопланктона (мезо-планктона) — от десятков мг до 1 г/м3 и более. С глубиной планктон становится менее разнообразным и количество его быстро убывает. В Мировом океане бедные планктоном акватории преобладают по площади над богатыми. Беднее всего планктоном центральные тропические районы по обе стороны от экваториальной зоны, наиболее богаты — прибрежные районы умеренных и субтропических широт. Годовая продукция фитопланктона в Мировом океане составляет 550 млрд. т (по оценке советского океанолога В.Г. Богорова), что почти в 10 раз превышает суммарную продукцию всего животного населения океана.
Многие планктонные животные совершают регулярные вертикальные миграции с амплитудой в сотни метров, иногда свыше 1 км, способствующие переносу пищевых ресурсов из богатых ими поверхностных слоев в глубины и обеспечению пищей глубоководного планктона. Вследствие способности к миграциям вертикальная зональность планктона выражена менее четко, чем бентоса. Многие планктонные организмы обладают способностью к свечению (биолюминесценция). Некоторые могут служить индикаторами степени загрязнённости водоёма, т.к. в разной степени чувствительны к загрязнению.
Планктон — главное звено в питательной цепочке обитателей моря.
Планктон непосредственно или через промежуточные звенья пищевых цепей служит пищей остальным животным, обитающим в водоемах (кроме фитопланктона, первым звеном пищевых цепей могут быть и бентосные макрофиты и микроводоросли).
Планктон представляет собой массу растений и животных, большинство из которых имеют микроскопические размеры, правильные и красивые формы. Многие из них способны к самостоятельному активному передвижению, однако недостаточно хорошо плавают для того, чтобы противостоять течениям, поэтому планктонные организмы передвигаются вместе с водными массами. Они встречаются на любой глубине, но наиболее богаты ими приповерхностные, хорошо освещенные слои воды, где они образуют плавучие «кормовые угодья» для более крупных животных.
Из планктонных организмов объектами промысла служат некоторые ракообразные (креветки, мизиды). В последние годы всё большее значение приобретает промысел антарктических рачков — эвфаузиевых (криль), образующих иногда огромные скопления (до 15 кг/м3). Разработка методов использования и лова морского планктона перспективна, т.к. его запасы во много раз превышают запасы всех промышляемых до сих пор морских организмов.
Сбор образцов планктона
Для того, чтобы провести необходимые исследования в лабораторных условиях, планктон собирается на месте обитания. Инструментом для сбора планктона служат самые мелкие сети и бутылки. Специальные сети для сбора планктона имеют форму сачка со встроенным прибором. Прибор определяет количество воды, пропущенной через сети, чтобы выявить наличие численности планктонов.
Современные сети для ловли планктона более совершенны. Они имеют несколько сачков, расположенных по длине кабеля, с помощью которых образцы планктона собираются с разной глубины. Бутылки, предназначенные для сбора образцов планктона, имеют интересное устройство. Они открываются на определенной глубине по сигналу, наполняются водой с планктоном и закрываются также по сигналу.
Для более тщательного изучения жизнедеятельности, численности и миграции планктона используют специальное устройство, которое крепится за бортом судов. Планктон, попадая внутрь, проходит сквозь фильтры. Специальное покрытие на фильтрах, фиксирует численность планктона, попавшего в сети.
Планктон подает сигнал
Чтобы составить общую картину происходящего на Земле, делают фото- и видеосъемку из космоса с помощью спутников.
На спутнике устанавливается спетрорадиометр, улавливающий, свечение фитопланктона. Благодаря способности водорослей создавать флюоресцентное излучение, спетрорадиометр фиксирует его в красном диапазоне. Таким образом, на фотографии видны участки массового скопления планктона. Планктон очень чувствителен к окружающей среде. Любое изменение в среде приводит к изменению и нарушению нормальной жизнедеятельности микроскопических водорослей.
Например, большое скопление фитопланктона в одном месте может свидетельствовать о наличии в этих местах большого количества железа. На фотокарте, сделанной со спутника, планктон окрашен в различные цвета. По скоплению и перемещению планктона в водной среде можно определить климатические и экологические изменения в этом регионе.
Источники информации:
Дополнительно на Геноне: