§ 29. Экосистемы морен и океанов

Определения и обозначения

Морская экосистема — сообщество организмов моря и среда их обитания, связанные обменом веществ и потоками энергии. К среде относятся вода, дно, свет, температура, соли и давление. Это понятие помогает рассматривать море как единую систему, а не как простой набор отдельных видов.

Планктон — организмы, преимущественно переносимые течениями и не способные активно противостоять им. В него входят мелкие водоросли, бактерии и животные, например небольшие рачки. Выделение планктона нужно, чтобы обозначить организмы, чья жизнь тесно связана с движением водных масс.

Нектон — активно плавающие организмы, способные самостоятельно перемещаться в толще воды. К нему относятся многие рыбы, кальмары, морские черепахи и китообразные. Это понятие подчёркивает не родство видов, а их способность направленно двигаться независимо от течения.

Бентос — организмы, обитающие на морском дне или в его грунте. Среди них есть прикреплённые формы, ползающие животные и организмы, зарывающиеся в осадок. Термин помогает отличать донное сообщество от обитателей толщи воды.

Как это устроено

Условия жизни меняются с глубиной: свет ослабевает, давление увеличивается, а температура и содержание растворённых веществ могут становиться другими. На мелководье дно получает больше света и прогревается, тогда как в глубинах преобладают холод, темнота и высокое давление. Поэтому организмам нужны разные приспособления, а состав сообщества закономерно сменяется по вертикали.

Фотосинтез возможен там, куда проникает достаточное количество света. Водоросли и микроскопические производители используют световую энергию, воду и минеральные вещества, образуя органическое вещество и выделяя кислород. Чем лучше освещение и чем доступнее необходимые соли, тем выше может быть первичная продукция — образование органического вещества производителями.

Планктон дрейфует вместе с течениями, нектон активно перемещается в толще воды, а бентос связан с дном. Планктон может служить пищей для небольших рыб, которые, в свою очередь, становятся добычей нектона-хищника. Донные животные поедают водоросли, детрит или друг друга, поэтому сообщества толщи воды и дна постоянно обмениваются веществами и органическими остатками.

Пищевая цепь обычно начинается с производителей: микроскопических водорослей или крупных морских растений. Затем энергия переходит к растительноядным животным, далее — к хищникам, а остатки всех организмов разлагают редуценты, или разрушители органического вещества. При этом вещества возвращаются в доступную форму и снова могут использоваться производителями, а энергия на каждом переходе частично рассеивается.

Прибрежные воды часто продуктивнее открытого океана, потому что сюда поступают минеральные вещества с суши, со дна и из перемешиваемых слоёв воды. В открытом океане свет может быть достаточным, но нехватка минеральных веществ ограничивает рост производителей. На больших глубинах фотосинтез прекращается, поэтому многие организмы зависят от оседающих остатков или от редких источников химической энергии.

Группы организмов морской экосистемы

Пользуясь таблицей, сначала определите место обитания организма, а затем его способ перемещения. Название группы не указывает на конкретный вид: в одну группу могут входить очень разные организмы. Роль в экосистеме уточняют отдельно, потому что среди планктона, нектона и бентоса встречаются и производители, и потребители.

Разбор задач

Задача 1. Классификация организмов

Нужно распределить мелкого рачка, тунца и морскую звезду по группам планктона, нектона и бентоса. Одного внешнего вида недостаточно: необходимо выяснить, где живёт организм и способен ли он активно противостоять течению. Именно эти признаки лежат в основе классификации.

1. Мелкий рачок обычно входит в состав зоопланктона и переносится водными потоками.
2. Тунец активно плавает в толще воды и может направленно двигаться независимо от течения.
3. Морская звезда живёт на морском дне, поэтому относится к донным организмам.

Ответ: мелкий рачок — планктон, тунец — нектон, морская звезда — бентос. Классификация основана соответственно на переносе течениями, активном плавании и связи с дном.

Задача 2. Пищевая цепь

Из морских водорослей, зоопланктона, мелкой рыбы и хищной рыбы нужно составить последовательность питания. Сначала ищем производителя, который создаёт органическое вещество, затем располагаем потребителей по мере передачи пищи. Стрелка в пищевой цепи показывает направление перехода вещества и энергии от съедаемого организма к тому, кто его ест.

1. Морские водоросли являются производителями и образуют органическое вещество при фотосинтезе.
2. Зоопланктон питается водорослями, поэтому занимает следующий трофический уровень.
3. Мелкая рыба поедает зоопланктон, а хищная рыба — мелкую рыбу.

Ответ: морские водоросли → зоопланктон → мелкая рыба → хищная рыба. Первоначально энергия поступает от Солнца, а затем передаётся по цепи с пищей и частично рассеивается.

Задача 3. Первичная продукция

Два участка океана имеют одинаковую глубину, но один лучше освещён и содержит больше минеральных веществ. Нужно сравнить первичную продукцию, то есть образование органического вещества производителями. Оба условия важны одновременно, поэтому нельзя учитывать только освещённость или только содержание веществ.

1. Сравниваем освещение: при большем количестве света фотосинтез может идти интенсивнее.
2. Сравниваем минеральное питание: доступность веществ позволяет производителям строить новые клетки и поддерживать рост.
3. Объединяем выводы: участок, где оба фактора благоприятнее, имеет больше возможностей для образования органического вещества.

Ответ: первичная продукция выше на лучше освещённом участке с большим запасом минеральных веществ. Там производители одновременно получают больше энергии для фотосинтеза и необходимых веществ для роста.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Планктон и нектон принимают за названия отдельных видов. Так ошибаются из-за необычного звучания терминов, но это группы по способу перемещения. Проверьте себя вопросом: организм переносится течением или активно движется сам?

Ошибка 2. Считают, что все морские организмы живут у поверхности. Это происходит потому, что именно верхний слой связан со светом и часто приводится в примерах. Проверьте место обитания: бентос связан с дном, а многие виды живут на значительных глубинах.

Ошибка 3. Представляют влияние солнечного света одинаковым во всей толще воды. В действительности вода поглощает и рассеивает свет, поэтому с глубиной его становится меньше. Проверьте вывод по условию фотосинтеза: без достаточного света производство органического вещества ограничивается.

Ошибка 4. Путают пищевую цепь с потоком вещества и энергии. Энергия передаётся по цепи и постепенно рассеивается, а вещества могут возвращаться в круговорот благодаря редуцентам. Проверьте себя, разделив вопрос на два: что передаётся однонаправленно и что повторно используется.

Связь с другими темами

Для изучения морских экосистем нужны понятия экосистемы, пищевой цепи, продуцентов, консументов и редуцентов. Они позволяют определить роль каждого организма и понять направление передачи энергии.

Моря и океаны входят в биосферу и участвуют в глобальных круговоротах веществ. Через них проходят большие потоки воды, углерода, кислорода и минеральных соединений.

Эти знания пригодятся при изучении биоразнообразия, загрязнения океана и охраны водных ресурсов. Чтобы оценить последствия воздействия человека, нужно понимать, как связаны организмы и условия среды.

Что запомнить

• Морская экосистема включает организмы и абиотическую среду, связанные обменом веществ и энергией.
• Планктон переносится течениями, нектон активно плавает, бентос связан с морским дном.
• Солнечный свет обеспечивает фотосинтез главным образом в верхних слоях воды.
• Производители создают органическое вещество, которое служит основой многих морских пищевых цепей.
• Условия жизни и состав сообществ меняются с глубиной и в разных районах океана.
• Морские организмы зависят от температуры, солёности, освещённости и других условий среды.