Чувствительность к свету животного мира в морской среде

Освещенность на литорали зависит не только от времени суток, но и от уровня стояния воды. В тех местах, где вода замутнена илом, вызванного приливами, даже днем стоит мрак. Из-за мутной воды видимость здесь падает, иногда даже, до нескольких сантиметров. Поэтому, обитатели илистого дна не могут полагаться лишь на свое зрение при поиске пищи, а многие из них вообще лишены этого органа.

Во время прилива дело с освещенностью обстоит не так уж и просто. Когда стоит полная вода, благодаря рассеиванию, все предметы освещены гораздо равномернее, чем на воздухе. Дно на мелководье в этом случае достаточно прозрачно и хорошо освещено. В местах большой скопляемости растительности, особенно с бурой окраской, литораль затемнена в отлив, а не на оборот. Когда же придет вода, то водоросли распрямятся, и дно моря будет освещено косыми лучами солнца. Во время отлива, хорошо зная полумрак, который царит здесь, под слоем бурых водорослей, просто поражаешься, когда видишь эти места под водой. Вместо нагромождения водорослей, здесь стоит лес, колышущихся фантастических растений, образующих на самом верху, ажурную крону. На дне при этом просматривается каждый камешек, рачок или моллюск.

Так как полный период колебания моря не совпадает с продолжительностью суток, наиболее высокое и наиболее низкое стояние воды будет приходиться на разное время дня и ночи. Для местного населения это совсем не маловажный фактор. Сюда прилетают на кормежку птицы, а вот ночью они спят.

В тропических морях живут моллюски, которые обладают овальными глянцевитыми раковинами, которые очень высоко ценятся, они идут на изготовление украшений, а в старину служили, даже вместо денег. Коллекционеры и просто любители усиленно собирают их, разыскивая во время отливов среди камней.

Эти моллюски используют себе в пищу, налет водорослей, образующийся на верхней стороне камней, которые служат им укрытием днем. Ципреи выползают во время темного времени суток на поверхность плит, тогда их легко можно обнаружить с помощью фонаря во время отлива.

Но света сторонятся не только ципреи, многие обитатели литорали так же избегают его. Это объясняется на свету при отливе, когда они беспомощны перед любым хищником.

Свет служит одним из главных фактором распределения животных по суши. Такие моллюски, как морские желуди, благодаря своим глазкам, могут отличить свет от темноты. Они двигаются в сторону светлой поверхности моря, и пред тем как прикрепиться к опоре, превратившись во взрослый организм, скапливаются в самом верхнем слое воды. Их усики и часть головы видоизменены, как раз, чтобы прикрепиться. У них существуют специальные цементные железы, которые помогут им при прикосновении с твердой поверхностью прирасти к ней. И вскоре это будет уже взрослая особь.

Прямое указание на зависимость от освещения порой может стать причиной ошибочного мнения. Длительное время считалось, что свет является первостепенной причиной в размножении морских желудей. Их личинки появляются еще осенью, но на протяжении всей полярной ночи пребывают в материнском организме и как только появляется пища для них, они выходят наружу даже в темноте.

Первые солнечные лучи могут вызывать начало размножения жгутиковых водорослей, а вслед за этим наступает период нереста морских желудей. Однозначно, что связь  меж концом полярной ночи и началом вымета личинок, конечно, имеется, но здесь еще должно присутствовать дополнительное звено в виде жгутиковых водорослей. Порой таких звеньев бывает несколько штук.   

Приспособляемость к жизни

Неспокойная морская стихия способствует разрушению берегов. Даже если они состоят из прочной гранитной или базальтовой породы. Во время штормов сила удара волны может достигать невероятных величин, так что брызги относятся ветром на небывалые расстояния. Стенки молов и дамб рассчитаны выдерживать небывалое давление. Вся эта мощь, в свою очередь, обрушивается и на жителей литорали, которая буквально насыщена жизнью. Жизнь здесь существует на скалистых берегах и при отливах хорошо заметен живой сплошной ковер, который окаймляет скалы видной трехцветной лентой. Верхнюю полосу занимают маленькие рачки – балянусы или морские желуди, которые тоже имеют свои раковины ярко-белого цвета. Ниже располагаются бурые водоросли, а еще ниже – скала сплошь обрастает моллюсками – мидиями иссиня-черного цвета.

Коралловые рифы достигают своего полного развития именно в таких прибойных местах. Многие литоральные организмы очень чувствительны к недостатку кислорода, а в моменты прибоя складываются самые благоприятные условия под аэрацию. Разбиваясь о берег, волны каскадами падают в море, одновременно увлекая за собой пузырьки воздуха.

Прибой представляет собой грозную силу для живых организмов с нежными тканями. Они постоянно подвергаются угрозе быть унесенными в непривычную для них обстановку открытого моря или разбиться о прибрежные скалы. Прежде, чем окончательно поселиться, где ни будь на прочном грунте, они проходят планктонную личиночную стадию. Личинка, при этом, должна осесть на дно и закрепиться там, но волны постоянно препятствуют этому.

Имея крепкие раковины и обтекаемую форму, они способны удерживаться на гладкой поверхности камней. При этом еще и сопротивляясь всеми доступными способами. К примеру, раковина рачка балянуса имеет размеры не более одного сантиметра, она очень плотно прирастает к скале своей подошвой и отделить ее можно только с помощью молотка и зубила. Его раковина состоит из извести, вырабатываемой железами особой кожной складки, окружающей рачка. Тело животного раз в десять меньше раковины. Рачок за свою жизнь наращивает толщину своего наружного скелета, а когда он погибает, то и сцепление нарушается и он отваливается в воду.

В прибойных местах каменистых берегов весьма характерно присутствие небольших моллюсков, которых здесь называют морские блюдечки. Они имеют ширококоническую форму и вся их нижняя площадь открыта. Ее занимает мускулистая нога моллюска, с помощью нее он может медленно передвигаться по скале, и при этом питаться водорослевыми пленками. Его нога в это время работает как присоска, но края при этом остаются плотно прижатыми к поверхности скалы, что оторвать его не возможно от места прикрепления, это помогает ему удерживаться в моменты прибоев.

Мидии удерживаются в бурунах при помощи особых шелковистых нитей, вырабатываемых биссусовой железой. Прочная раковина, имеющая обтекаемую форму, помогает мидиям сопротивляться ударам волн. Густота поселения этих моллюсков в прибойных участках удивительна. В некоторых местах, даже достигает 12-21 кг на метр квадратный.

Морские ежи – гетероцентротусы с толстыми, сигарообразными иглами, прочно закрепляют свое тело в подходящей полости рифа. Но сами имеют небольшие размеры, всего лишь с небольшое яблоко. Держатся за счет своих игл, которыми упирается в стенки самого рифа. Сил вытащить его от туда при помощи собственных рук не хватит.      

Морские желуди, мидии, блюдечки и многие подобные им выживают в таких условиях, потому, что постоянно сопротивляются им. Все они небольших размеров, это тоже сказывается на их выживаемости, так как, имея крупные габариты, да еще вытянутых в длину организмов, никакой скелет не сможет служить защитой, он неизбежно будет разбит или погнут, не поможет тут и мускульная сила.

Однако, именно в такой среде растут и длинные водоросли, поселяются целые колонии кораллов и гидроидов (класс кишечнополостные), могут встретиться и морские лилии, все они выживают в этих условиях благодаря только особенностям своего строения. Вместе с течением они извиваются и бьются с волнами, оставаясь не поврежденными. Все эти организмы подчиняются данной стихии, отдаваясь на волю волнам.

Жизнь в литорали

Жизнь в литорали активна, пока стоит вода. Организмы, способные двигаться, заняты поиском пропитания, а растения, так же как и на земле, тянуться к свету. Но все это многообразие погибнет, когда их органы дыхания начнут задыхаться от нехватки влаги, так как, способны функционировать только в водной среде. Водоросли, под собственным весом, лягут на грунт, и функция фотосинтеза в листьях сможет проистекать только частично в верхних слоях не попадая в глубь. Жизнь литорали замрет. Этот период ее обитателям помогут пережить особенности их организмов.

При падении уровня воды, животный мир, способный передвигаться, уйдет в укрытия. Морские черви зароются в грунт, двустворчатые моллюски уйдут в свои норки, там и будут пережидать этот неблагоприятный период в воде, которая там есть всегда.

Те, кто останется лежать неподвижно на поверхности, имеют всегда свои раковины или панцири, которые поплотней, закрывают, чтобы сохранить внутри раковин благоприятные условия для жизни. В связи с этим падает и потребность в кислороде. Актинии сморщиваются, втягивая внутрь свои щупальца, их тела уменьшаются, а вместе с этим сокращаются и испарения с поверхности их тел. Водоросли, за счет своей массы сохраняют влагу внутри густоты, в которую не способны проникнуть ни солнце, ни ветер.

Но среди обитателей литорали есть и такие, которые одинаково прекрасно чувствуют себя и на воздухе. Это всевозможные ракообразные, крабы. Их панцири не позволят высохнуть их жабрам, расположенным в жаберной полости. Эти животные могут бегать и плавать, одновременно, в поисках пищи. А некоторые из них становятся еще более активными при наступлении отливов – это такие как илистые прыгуны. Их среда обитания – это мангровые заросли, где они забираются на ветки довольно высоко. Их темная окраска способствует сохранению от всякого рода врагов, а так же от их жертв. Они также хорошо видят в воздушном пространстве, что помогает им уходить от врагов или охотясь, производя большие скачки. Поймать их на суше весьма затруднительно, но все же можно.

Эти крабы могут дышать не только с помощью жабр, а также всей поверхностью кожи. Такая способность обеспечивает им длительное пребывание вне воды. Однако их организмы приспособлены к таким условиям, что они должны периодически сменять друг друга, иначе могут либо задохнуться, либо утонуть.    

Литораль

Вода, находящаяся в океане, никогда не имеет своего постоянного уровня, ей приходиться то подниматься, то опускаться. Длинна колебаний, подчас бывает весьма значительной, да и во всех местах она своя, к примеру, в Баренцевом море она достигает 4-5 метров, в Белом, примерно, около 10 метров, да и значение это всегда непостоянно. Бывает так, что линия воды в момент прилива отстает от нее же в отлив на очень положительное расстояние, она может достигать порой нескольких километров. Поэтому, никто с точностью не скажет, где конец суши и начало моря.

В океанологии граница океана соответствует наиболее низкому состоянию водного уровня в отлив. Океанологи считают океаном, только, то пространство, которое всегда покрыто водой. Но по всем правилам она находится там, где самая высокая точка стояния воды во время прилива. Полоса промежуточной зоны между верхней и нижней границей носит название «Литораль».

Она, в силу обстоятельств, может находиться то в водной, то в воздушной среде, что, конечно же, сказывается и на ее обитателях – животных и растениях, которые избрали это место для поселения. Подъемы и спады воды в этой зоне носят регулярный характер и зависят от положения небесных светил – Луны и Солнца.

Чаще всего можно наблюдать полусуточные приливы, при которых вода дважды поднимается и опускается в течение суток (24 часа 50 минут). Это время каждый день сдвигается на 50 минут, поэтому в некоторых местах приливы могут случаться лишь единожды. Максимальное значение смещения зависит от приливной волны и меняется в течение лунного месяца. Через каждые 14 дней он приближается к нулю. Приливная волна достигает крайней отметки лишь при благоприятной астрономической ситуации, Луна, Земля и Солнце находятся на одной линии. Когда Луна начинает отклоняться в своем движении вокруг земли на 90⁰, высота придельной волны уменьшается, носит название квадратурного прилива. За 28 дней можно наблюдать 2 прилива и 2 отлива. Если говорить на научном языке, то они носят названия при приливах – сизигийные.

Естественно, на обитателях данной зоны такие изменения сказываются первостепенно, так как они попеременно оказываются то в одной среде, то в другой. Если время отлива приходится на солнечный день, то они подвергаются нещадно палящему солнцу, а если в это время идет дождь, то - потокам пресной воды. Конечно, многие организмы живут в нестабильной среде, но эта самая переменчивая обстановка приходиться для обитателей литорали.

Главным фактором воздействия на организмы этой зоны является колебания уровня моря. Верхний отдел Литорали заливается только в период сизигийных приливов. В течении нескольких дней подряд все его население, не способное самостоятельно передвигаться, окружено воздействием воздушной среды и подчиняется законам жизни на суше. Нижний же отдел Литорали практически постоянно покрыт водой, и лишь в промежуток сизигиев он обнажается на несколько часов при каждом отливе.   

В среднем отделе при приливах и отливах происходит периодическое высыхание и погружение. В верхней части живут такие организмы, которые приспособлены длительное время  находиться без воды, в нижней его части организмы, которые могут находится вне водной среды всего лишь несколько часов. Для обитателей средней части это является обязательным условием для существования.

По этим причинам население литорали делиться на три пояса, но иногда, на отвесных скалах можно увидеть до 8 отчетливых поясов, которые могут выглядеть в виде от 1 до трех преобладающих видов.

Состав видов литорали меняется в зависимости от географического положения, однако приспособления к жизни в условиях непостоянной среды весьма схожи. Результатом таких обстоятельств многие, даже не самые родственные виды, живущие далеко друг от друга приобретают внешнее сходство и поведенческое. Они играют одинаковые роли в литоральных биоценозах.

Вода, которая прибывает сюда, приносит с собой пассивно плавающие растения и животных – одноклеточных водорослей и простейших одноклеточных животных, рачков, личинок, в том числе и морских медуз. Они носят общее название – планктон, что в переводе означает «блуждающий». Организмы, населяющие его, либо вовсе не способны к самостоятельному передвижению, либо делают это очень медленно. Поэтому морское течение приносит их и относит в зависимости от приливов. Планктон, в свою очередь, имеет важное значение для жителей литорали, так как является пищей для коренного населения его жителей.

Литоральное «население» - это донные организмы, часть из которых способна к передвижению, а другая часть остается неподвижной или даже прирастают к поверхности грунта или живут в нем. Они получили название бентоса (означающее «глубинный»). Такие животные способны быстро передвигаться и при приливах ведут себя подобно рыбам, которые появляются здесь на период прилива, а затем уходят на глубину. Все оставшиеся (прикрепленные к скалам и зарывшиеся в глубину) остаются на месте. Это коренное население литорали, которое живет в местных меняющихся условиях.

Жизнь здесь представляет собой двойной характер, она заселена организмами морского происхождения. Однако, когда случаются спады воды, на ней можно заметить и насекомых и птиц. Кстати, последние кормятся морскими моллюсками, рачками, мелкой рыбой, и другими животными, которые остаются в лужах. Когда наступает прилив, птицы покидают эту зону, а им на смену приходят рыбы, которые набрасываются на богатейшую пищу.

Коренное население данной зоны постоянно подвергается нападению полчищ наземных и морских врагов, не оставаясь в покое. 

Возникновение жизни на земле

Морские просторы сплошь насыщены жизнью. Здесь она присутствует в каждой капельке морской воды: от Северного полюса до Южного, от поверхности водной глади до самых морских глубин и впадин. Самые маленькие морские организмы не видны простым невооруженным глазом – это бактерии, водоросли и одноклеточные животные. Другие, напротив – известные всему миру обитатели моря. Это морские рыбы, медузы. В толще морской глади живут совсем огромные, настоящие гиганты – киты.

Даже представить себе сложно, что когда то океанические глубины были безжизненными. Некоторые ученые утверждают, что примерно, 3,5 миллиарда лет назад на нашей планете даже не было условий для возникновения жизни. Везде была неживая природа – камни, вода, песок. Атмосфера на планете была без кислорода. Но все, же здесь текли реки, по небу так, же плыли облака и гремели грозы.

Чем моложе была планета, тем более примитивнее организмы населяли ее. Об этом красноречиво рассказывают останки живых существ, раковины, скелеты, отпечатки частей тела. Палеонтологи научились определять промежуток времени, который отделяет нас от того времени, когда они еще были живы. Самые последние находятся в верхних слоях грунта, а более поздние в земной толще, на большой глубине. Однако, мы можем обнаружить следы былой жизни лишь до определенного предела, а уже глубже него нет никаких органических остатков. Но никто не может быть уверен на 100%, что эта граница и есть прямое свидетельство того момента, с которого началась жизнь.

Самые первые существа, которые населяли нашу планету, были настолько просты и имели слишком малые размеры, что земля не сохранила никаких следов. В настоящее время известно большое количество современных организмов, бактерий и одноклеточных простейших животных, не имеющих скелета. Можно предположить, что на заре зарождения цивилизации такие же существа населяли нашу планету, а еще раньше – еще примитивнее, близкие по своей организации к современным вирусам. Насколько долго длился этот период – неизвестно.

Сложную научную проблему возникновения жизни на нашей планете решает не палеонтология, а биохимия. И благодаря ей стало возможным из неорганического вещества создавать органическое, то есть самое сложное вещество – синтезировать белок, из которого строятся все живые организмы.

Сейчас уже известны условия, при которых неживое может стать живым, но первые организмы не могли сами по себе возникнуть из воды, камней и ила. Перед этим должен был пройти период до биологической эволюции. Существует несколько предположений, как неорганические соединения постепенно усложняются, превращаясь в органические, и наконец, достигают самого пика, когда вещество становиться существом. При наличии всех спорных вопросов в конце концов все ученые сходятся в одном жизнь зародилась в океане. Это мнение основано на точных экспериментах и на передовых направлениях теории.

Первым свою точку зрения высказал в 1893 году немецкий естествоиспытатель Г. Бунге, показав сходство между кровью и морской водой по составу растворенных в ней солей. Позднее эту теорию океанического происхождения минерального состава крови доказал английский физиолог Мак-Келлюм, который в подтверждение своей точки зрения проделал многочисленные анализы крови различных беспозвоночных животных.

Наш организм, в том числе и кровь, носит так же следы морского происхождения жизни. Об этом предельно четко и убедительно было сказано еще советским ученым членом-корреспондентом Академии медицинских наук А. Гинецким: «Жизнь, несомненно, появилась в воде. Так же первые живые существа появились не в пресной воде, а в растворе солей натрия, калия, кальция, магния. Прямым доказательством этого служит присутствие этих ионов во всех клетках живых организмов от самых примитивных до самых сложных, где бы они не обитали. А их отсутствие губительно сказывается на организме.

Беря за основу утверждение того, что биохимики способны синтезировать сложные органические соединения, нет ничего удивительного, в том, что при соответствующих условиях подобные вещества могли возникнуть и в природе.

Вода океана содержит в растворенном состоянии неорганические соли. Энергия для химической реакции появилась от разрядов грозовых облаков и от воздействия коротких ультрафиолетовых лучей. В настоящее время этого не происходит из-за озонового слоя, который опоясывает нашу планету. А раньше его не было.

В самом начале из воды и минеральных солей образовались простые органические соединения. В настоящее время такие вещества сразу же поглощаются или разлагаются живыми организмами. Но древний океан был лишен жизни и жизни органических соединений ничего не угрожало. Они даже не подвергались окислению, так как кислород не был растворен в воде той эпохи.

Со временем усложнились органические соединения, и наступил момент, когда они подверглись естественному отбору. В тот период в океанской воде содержались вещества, которые по многим свойствам были сходны и не отличались от тех, которые входили в состав тела живых существ. Из огромного набора органических соединений преимуществами пользовались молекулы, обладающие свойствами удваивания за счет извлечения нужного материала из окружающей среды.

Это был один из последних шагов, которые отделяли сложные молекулы от простейших организмов. Теория происхождения жизни на земле – это всего лишь гипотеза, точнее научно обоснованная теория, которая подкреплена фактическими данными минералогии, астрономии, исторической геологии, космологии, физики, химии и многих других наук, разработана в последние десятилетия. Наибольший вклад в эту теорию был внесен ученым академиком А. Опариным, к трудам которого стоит обращаться всем, кто всерьез интересуется проблемой возникновения жизни на земле.

Первые организмы питались за счет органических веществ, содержащихся в океане. Но вскоре источник пищи исчерпал себя и древние существа оказались на грани голодной смерти. Поэтому правом на существование стали пользоваться лишь те, кто был способен перерабатывать неорганические соединения. Вода, углекислота, соли азота и фосфора – были основным материалом, а энергию для химической реакции давал свет солнца.

Это представляло собой сложнейший процесс, который происходил во многих организмах и в конечном результате приводил к образованию органических соединений, он получил название – фотосинтез. В результате такого процесса получается кислород, который растворяется в воде или выбрасывается в атмосферу.

Все, что предшествовало образованию органической жизни на планете, происходило в бескислородной среде. К ней хорошо приспособлены первые обитатели моря. Поэтому дальнейшие изменения, происходящие в воде, привело к быстрому окислению органики. И это было катастрофическое загрязнение среды. В результате обогащения морской воды кислородом погибли анаэробные организмы. А те, кто все же смог перестроить свою физиологию, сумели приспособиться к новым условиям. С тех самых пор прошли уже миллионы лет, прежде чем количество свободного кислорода достигло современного уровня.

Кислород, растворенный в морской воде, дал начало новой передовой эволюции органического мира. На первом же этапе жизни в кислородной среде произошли изменения  и разделения на аутотрофов и гетеротрофов. Первым для их существования достаточно воды, двуокиси углерода, неорганических солей и источника энергии. Гетеротрофы не способны синтезировать органические вещества, поэтому они живут за счет аутотрофов, других гетеротрофов или на их разлагающихся останках. Первые аутотрофы стали предками современных растений, в том числе и бактерий, использующие для синтеза энергию, образующуюся в результате окисления неорганических соединений (азотобактерии, железобактерии). В результате эволюции древнейших гетеротрофов возникли животные, грибы и большинство бактерий. Современное многообразие органической жизни можно отнести к миру аэробов. В бескислородной среде теперь могут жить лишь некоторые бактерии и паразитические организмы.

Жизнь, которая когда то зародилась в океане, уже в течение многих десятков миллионов лет не покидала своей колыбели. За это время морские растения и животные достигли довольно высокой степени сложности.

На сушу, в начале, выбрались зеленые растения. Освещенность в воде хуже, нежели на суше, а растения нуждаются в фотосинтезе. Можно представить себе два основных пути, по которым зеленые растения проникали на сушу из моря. Это произошло через реки, не покидая водную среду, они постепенно поднялись до заболоченных участков. Другой путь – завоевание растениями береговых полос – грибы лишайники, хвощи, голосемянные и цветковые. Это наземные организмы высших растений. В море обитают только низшие – бактерии и различные группы водорослей.

Что касается современных наземных растений, то они полностью потеряли связь с морем. Морская вода для них является губительной. Но существуют и исключения – это морские травы: зостера и талассия, а так, же кусты и деревья мангров.

До того момента, как зеленые растения стали покидать море, у морских животных не было стимула выбираться на сушу. На суше не было для них пищи, а свет им и не нужен был. Однако, после того, как земля покрылась растительностью, и обстоятельства резко изменились. Можно предположить, что первые наземные животные были вегетарианцами, но следом возникли и хищники.

Эволюция животного мира в водной среде развивалась успешно. Многие простейшие, почти все кишечнополостные (медузы, кораллы), моллюски, ракообразные, кольчатые и плоские черви, иглокожие(морские ежи, звезды), низшие хордовые, многие рыбы и еще ряд малоизвестных групп животных – типичных представителей океана. Так представители животного мира достигли в море высокой степени совершенства.

Морская вода одновременно служила и внешней и внутренней средой организма у современных кишечнополостных, так же как и у древних(медуза, актиния). В таких условиях все клетки первых животных приспособились к соленой воде, в которой еще и растворены неорганические соли. Приспособленность к соленой воде в определенных пропорциях передается по наследству, и даже стала абсолютно необходимой для жизни. У морских животных, не смотря, на то, что они со временем покрылись чешуей, панцирями, кожа стала более плотной, ограничивающей  тело от внешней среды и одновременно защищающее его внутренние органы все равно продолжают омываться кровью, которая очень близка по составу к морской воде. Даже выйдя на сушу, животные сохранили в своей крови и внутренней среде соль океанов.

350 миллионов лет назад появились первые наземные животные. Этот срок можно смело считать сроком отделения человека от его предков, обитавших в палеозойском море, о чем мы до сих пор носим напоминание в нутрии себя.

Чтобы нам было легче ориентироваться в системе положения основных групп организмов нужно представить себе схему в виде классического «дерева жизни». Более примитивные находятся у самого основания, а высшие занимают вершину схемы.

Все организмы одного биосинтеза тесно взаимосвязаны меж собой, они так же взаимозависимы от окружающей среды. Те условия, которые предлагает океан своим обитателям, настолько разнообразны, что в них можно встретить огромное количество биоценозов.