Piccole piante e animali planctonici hanno. Caratteristiche, tipologie, nutrizione e riproduzione dello zooplancton

Lo zooplancton (plancton animale) sono piccoli organismi che sono spesso in balia delle correnti oceaniche ma, a differenza del fitoplancton, non ne sono capaci.

Peculiarità

Il termine zooplancton non è tassonomico, ma caratterizza lo stile di vita di alcuni animali che si spostano grazie allo scorrere dell'acqua. Lo zooplancton è troppo piccolo per resistere alla corrente, oppure è grande (come nel caso di molte meduse) ma privo degli organi che gli consentono di nuotare liberamente. Inoltre, ci sono organismi che sono planctonici solo in una certa fase del loro ciclo vitale.

La parola plancton deriva dalla parola greca planktos, che significa "errante" o "errante". La parola zooplancton include la parola greca zoion, che significa “animale”.

Tipi di zooplancton

Si ritiene che esistano più di 30.000 specie di zooplancton. Può vivere in acqua dolce o salata in tutto il mondo, inclusi oceani, mari, fiumi, laghi, ecc.

Tipi di zooplancton

Lo zooplancton può essere classificato in base alle dimensioni o alla lunghezza del corpo. Alcuni termini utilizzati per riferirsi allo zooplancton includono:

• Il microplancton è un organismo di dimensioni comprese tra 20 e 200 micron, tra cui alcuni copepodi e altro zooplancton.
• Il mesoplancton è un organismo di dimensioni comprese tra 200 µm e 2 mm, comprese le larve di crostacei.
• Il macroplancton sono organismi di dimensioni comprese tra 2 e 20 mm che includono gli euphausiani (ad esempio, il krill è un'importante fonte di cibo per molti organismi, comprese le balene).
• I Micronekton sono organismi di dimensioni pari a 20-200 mm. Gli esempi includono alcuni euhausiani e cefalopodi.
• Megaplancton - organismi planctonici più grandi di 200 mm, comprese le salpe.
• L'oloplancton è un organismo che rimane planctonico per tutta la vita, come i copepodi.
• Il meroplancton sono organismi che hanno uno stadio planctonico del loro ciclo vitale, ma ad un certo punto ne crescono, ad esempio i pesci e.

Cosa mangia lo zooplancton?

Zooplancton e catene alimentari

Lo zooplancton si trova generalmente nel secondo livello trofico, che inizia con il fitoplancton. A sua volta, il fitoplancton viene mangiato dallo zooplancton, che viene mangiato dai piccoli pesci e persino dalle balene giganti.

Gli organismi più piccoli della colonna d'acqua vengono riuniti nel concetto di “plancton” (dal greco “ planktos"- librarsi, vagare). Il mondo del plancton è enorme e diversificato. Ciò include organismi che popolano lo spessore di mari, oceani, laghi e fiumi. Vivono ovunque ci sia la minima quantità d'acqua. Queste possono essere anche le pozzanghere più comuni, un vaso di fiori con acqua stagnante, fontane, ecc.

La comunità del plancton è la più antica e importante sotto molti punti di vista. Il plancton esiste da circa 2 miliardi di anni. Erano i primi organismi che un tempo abitavano il nostro pianeta. Gli organismi planctonici sono stati i primi a fornire ossigeno al nostro pianeta. E ora circa il 40% dell'ossigeno è prodotto dalle piante acquatiche, principalmente planctoniche. Il plancton è di grande importanza nell'equilibrio nutrizionale degli ecosistemi acquatici, poiché molte specie di pesci, balene e alcuni uccelli si nutrono di esso. È la principale fonte di vita nei mari e negli oceani, nei grandi laghi e nei fiumi. L'impatto del plancton sulle risorse idriche è così grande che può influenzare anche la composizione chimica delle acque.

Il plancton comprende fitoplancton, batterioplancton e zooplancton. Si tratta principalmente di piccoli organismi, le cui dimensioni molto spesso non superano le decine di micrometri per le alghe e diversi centimetri per lo zooplancton. Tuttavia, la maggior parte degli animali ha dimensioni significativamente più piccole. Ad esempio, la dimensione della più grande dafnia d'acqua dolce raggiunge solo 5 mm.

Tuttavia, la maggior parte delle persone sa molto poco del plancton, sebbene il numero di organismi nei corpi idrici sia estremamente elevato. Ad esempio, il numero di batteri in un centimetro cubo d'acqua raggiunge i 5-10 milioni di cellule, le alghe nello stesso volume - da decine a centinaia di migliaia e gli organismi di zooplancton - centinaia di esemplari. Questo è un mondo quasi invisibile. Ciò è dovuto al fatto che la maggior parte degli organismi planctonici sono di dimensioni molto ridotte e per visualizzarli è necessario un microscopio con un ingrandimento sufficientemente elevato. Gli organismi che compongono il plancton galleggiano nella colonna d'acqua. Non possono resistere al trasporto delle correnti. Tuttavia, questo può essere discusso solo in termini generali, poiché in acque calme molti organismi planctonici possono muoversi (anche se lentamente) in una certa direzione. Le alghe, cambiando galleggiabilità, si muovono verticalmente entro pochi metri. Durante il giorno si trovano nello strato superiore e ben illuminato dell'acqua, mentre di notte scendono dai tre ai quattro metri più in profondità, dove si trovano più minerali. Lo zooplancton nei mari e negli oceani sale di notte negli strati superiori, dove filtrano le alghe microscopiche, e al mattino scendono a una profondità di 300 metri o più.

Chi fa parte del plancton? La maggior parte degli organismi planctonici trascorrono l'intera vita nella colonna d'acqua e non sono associati al substrato solido. Sebbene le fasi di riposo di molti di loro si stabiliscano sul fondo del bacino in inverno, dove aspettano condizioni sfavorevoli. Allo stesso tempo, tra loro ci sono quelli che trascorrono solo una parte della loro vita nella colonna d'acqua. Questo è il meroplancton (dal greco " meros» - Parte). Si scopre che le larve di molti organismi del fondo - ricci di mare, stelle, stelle fragili, vermi, molluschi, granchi, coralli e altri conducono uno stile di vita planctonico, vengono trasportati dalle correnti e, alla fine, trovano posti per ulteriori habitat, si stabiliscono nel fondo e sono completamente la vita non lo lascia. Ciò è dovuto al fatto che gli organismi di fondo sono in svantaggio rispetto al plancton, perché Si muovono relativamente lentamente da un posto all'altro. Grazie alle larve planctoniche vengono trasportati dalle correnti per lunghe distanze, proprio come i semi delle piante terrestri vengono trasportati dal vento. Anche le uova di alcuni pesci e le loro larve conducono uno stile di vita planctonico.

Come abbiamo già notato, la maggior parte degli organismi planctonici sono veri plankter. Nascono nella colonna d'acqua e lì muoiono. È costituito da batteri, alghe microscopiche, animali vari (protozoi, rotiferi, crostacei, molluschi, celenterati, ecc.).

Gli organismi planctonici hanno sviluppato adattamenti che rendono loro più facile librarsi nella colonna d'acqua. Questi sono tutti i tipi di escrescenze, appiattimento del corpo, inclusioni di gas e grasso e uno scheletro poroso. Nei molluschi planctonici si è verificata la riduzione del guscio. A differenza degli organismi bentonici, è molto sottile e talvolta appena visibile. Molti organismi planctonici (come le meduse) hanno tessuto gelatinoso. Tutto ciò consente loro di mantenere il proprio corpo nella colonna d'acqua senza alcun dispendio energetico significativo.

Molti crostacei planctonici subiscono migrazioni verticali. Di notte salgono in superficie, dove mangiano le alghe, e più vicino all'alba scendono a una profondità di diverse centinaia di metri. Lì, nell'oscurità, si nascondono dai pesci, che li mangiano con piacere. Inoltre, la bassa temperatura riduce il metabolismo e, di conseguenza, il dispendio energetico per mantenere le funzioni vitali. A grandi profondità, la densità dell'acqua è maggiore che in superficie e gli organismi si trovano in uno stato di galleggiamento neutro. Ciò consente loro di rimanere nella colonna d'acqua senza alcun costo. Il fitoplancton abita principalmente gli strati superficiali dell'acqua dove penetra la luce solare. Dopotutto, le alghe, come le piante terrestri, hanno bisogno di luce per svilupparsi. Nei mari vivono fino a una profondità di 50-100 me nei corpi d'acqua dolce - fino a 10-20 metri, a causa della diversa trasparenza di questi corpi idrici.

Negli oceani, le profondità dell'habitat delle alghe sono la pellicola più sottile di un enorme spessore d'acqua. Tuttavia, nonostante ciò, le alghe microscopiche costituiscono l’alimento primario per tutti gli organismi acquatici. Come già notato, le loro dimensioni non superano diverse decine di micrometri. La dimensione delle sole colonie raggiunge centinaia di micrometri. I crostacei si nutrono di queste alghe. Tra questi, abbiamo più familiarità con il krill, che comprende principalmente crostacei euphausiidi di dimensioni fino a 1,5 cm. I crostacei vengono mangiati dai pesci planctivori e, a loro volta, vengono mangiati dai pesci più grandi e predatori. Le balene si nutrono di krill e lo filtrano in enormi quantità. Nello stomaco di una balenottera azzurra lunga 26 metri sono stati trovati 5 milioni di questi crostacei.

Il fitoplancton marino plancton è costituito principalmente da diatomee e piridinio. Le diatomee dominano nelle acque polari e subpolari del mare (oceano). Ce ne sono così tanti che gli scheletri di silicio formano sedimenti sul fondo dopo la morte. La melma diatomacea ricopre la maggior parte del fondo dei mari freddi. Si trovano a profondità di circa 4000 metri o più e sono costituiti principalmente da valvole di grandi diatomee. I piccoli gusci solitamente si dissolvono prima di raggiungere il fondo. La diatomite minerale è un prodotto delle diatomee. Il numero di valvole nelle diatomee in alcune zone dell'oceano raggiunge 100-400 milioni in 1 grammo di limo. Le melme di diatomee alla fine si trasformano in rocce sedimentarie, da cui si forma la "terra di diatomee" o la diatomite minerale. È costituito da minuscoli gusci di selce porosi e viene utilizzato come materiale filtrante o assorbente. Questo minerale viene utilizzato per produrre dinamite.

Nel 1866-1876. Il chimico e imprenditore svedese Alfred Nobel era alla ricerca di modi e mezzi per produrre un potente esplosivo. La nitroglicerina è un esplosivo molto efficace, ma esplode spontaneamente con piccole scosse. Avendo stabilito che per prevenire le esplosioni era sufficiente immergere la farina fossile nella nitroglicerina liquida, Nobel creò un esplosivo sicuro: la dinamite. Pertanto, l’arricchimento di Nobel e i famosi “Premi Nobel” istituiti per sua volontà devono la loro esistenza alle diatomee più piccole.

Le calde acque dei tropici sono caratterizzate da una maggiore diversità di specie rispetto al fitoplancton dei mari artici. Le alghe più diverse qui sono la peridinea. Coccolitofori flagellati calcarei e silicoflagellati sono diffusi nel plancton marino. I coccolitofori abitano principalmente le acque tropicali. I limi calcarei, compresi gli scheletri dei coccolitofori, sono diffusi nell'Oceano Mondiale. Molto spesso si trovano nell'Oceano Atlantico, dove coprono più di 2/3 della superficie del fondo. I limi contengono però grandi quantità di gusci di foraminiferi appartenenti allo zooplancton.

Le osservazioni visive delle acque marine o oceaniche consentono di determinare facilmente la distribuzione del plancton in base al colore dell'acqua. L'azzurro e la trasparenza delle acque indicano la povertà della vita; in tale acqua non c'è praticamente nessuno che rifletta la luce tranne l'acqua stessa. Il blu è il colore dei deserti marini, dove molto raramente si trovano organismi galleggianti. Il colore verde è un indicatore inconfondibile della vegetazione. Pertanto, quando i pescatori incontrano l'acqua verde, sanno che gli strati superficiali sono ricchi di vegetazione, e dove ci sono molte alghe, c'è sempre abbondanza di animali che se ne nutrono. Il fitoplancton è giustamente chiamato il pascolo del mare. Le alghe microscopiche sono il cibo principale di un gran numero di abitanti dell'oceano.

Il colore verde scuro dell'acqua indica la presenza di una grande massa di plancton. Le sfumature dell'acqua indicano la presenza di alcuni organismi planctonici. Questo è molto importante per i pescatori, poiché la natura del plancton determina il tipo di pesci che vivono nella zona. Un pescatore esperto è in grado di rilevare le più sottili sfumature di colore nell'acqua di mare. A seconda che si stia pescando in acque “verdi”, “gialle” o “rosse”, un “occhio esperto” può prevedere con un ragionevole grado di probabilità la natura e l'entità della cattura.

Le alghe blu-verdi, verdi, diatomee e dinofite predominano nei corpi d'acqua dolce. L'abbondante sviluppo di fitoplancton (la cosiddetta “fioritura” dell'acqua) modifica il colore e la trasparenza dell'acqua. Nei corpi d'acqua dolce si osservano più spesso fioriture blu-verdi e nei mari si osservano fioriture di peridina. Le sostanze tossiche che rilasciano riducono la qualità dell'acqua, il che porta all'avvelenamento di animali e esseri umani e nei mari provoca la morte di massa di pesci e altri organismi.

Il colore dell'acqua in alcune zone o mari è talvolta così caratteristico che i mari prendono il nome dal colore dell'acqua. Ad esempio, il colore peculiare del Mar Rosso è causato dalla presenza dell'alga blu-verde Trichodesmium ( Tricodesmio egitreo), che ha un pigmento che conferisce all'acqua una tinta bruno-rossastra; o Crimson Sea - l'antico nome del Golfo della California.

Alcuni dinoflagellati vegetali (ad esempio Gonyaulax e Gymnodinium) conferiscono all'acqua un colore particolare. Nelle acque tropicali e temperate calde, queste creature a volte si riproducono così rapidamente che il mare diventa rosso. I pescatori chiamano questo fenomeno "marea rossa". Enormi accumuli di dinoflagellati (fino a 6 milioni di cellule in 1 litro d'acqua) sono estremamente velenosi, quindi durante la "marea rossa" molti organismi muoiono. Queste alghe non sono solo velenose di per sé; rilasciano sostanze tossiche, che poi si accumulano negli organismi che mangiano dinoflagellati. Qualsiasi creatura, sia essa un pesce, un uccello o una persona, che mangia un simile organismo viene pericolosamente avvelenata. Fortunatamente il fenomeno della marea rossa è locale e non si verifica spesso.

Le acque dei mari sono colorate, oltre che dalla presenza delle alghe, anche dallo zooplancton. La maggior parte degli euphausiidi sono trasparenti e incolori, ma alcuni sono rosso vivo. Tali euphausiidi vivono negli emisferi settentrionale e meridionale più freddi e talvolta si accumulano in numero tale che l'intero mare diventa rosso.

La colorazione dell'acqua è data, oltre che dalle microscopiche alghe planctoniche, anche da diverse particelle di origine organica ed inorganica. Dopo forti piogge, i fiumi portano con sé molte particelle minerali, motivo per cui l'acqua assume diverse tonalità. Pertanto, le particelle di argilla portate dal Fiume Giallo conferiscono al Mar Giallo la tonalità corrispondente. Il fiume Giallo (dal cinese - fiume Giallo) ha preso il nome dalla sua torbidità. Molti fiumi e laghi contengono così tanti composti umici che le loro acque diventano marrone scuro e persino nere. Da qui i nomi di molti di loro: Rio Negro - in Sud America, Black Volta, Niger - in Africa. Molti dei nostri fiumi e laghi (e le città che si trovano su di essi) sono chiamati “neri” a causa del colore dell’acqua.

Nei corpi d'acqua dolce la colorazione dell'acqua dovuta allo sviluppo delle alghe appare più spesso e più intensamente. Il massiccio sviluppo delle alghe provoca il fenomeno della “fioritura” dei corpi idrici. A seconda della composizione del fitoplancton, l'acqua si colora di diversi colori: dalle alghe verdi Eudorina, Pandorina, Volvox - verde; dalle diatomee Asterionella, Tabellaria, Fragilaria – colore bruno-giallastro; dai flagellati Dinobryon – verdastro, Euglena – verde, Synura – marrone, Trachelomonas – bruno-giallastro; dal dinofita Ceratium - giallo-marrone.

La biomassa totale del fitoplancton è piccola rispetto alla biomassa dello zooplancton che se ne nutre (rispettivamente 1,5 miliardi di tonnellate e oltre 20 miliardi di tonnellate). Tuttavia, a causa della rapida riproduzione delle alghe, la loro produzione (raccolta) negli oceani è quasi 10 volte maggiore della produzione totale dell'intera popolazione vivente dell'oceano. Lo sviluppo del fitoplancton dipende in gran parte dal contenuto di sostanze minerali nelle acque superficiali, come fosfati, composti azotati e altri. Pertanto, nei mari, le alghe si sviluppano più abbondantemente nelle zone di risalita delle acque profonde ricche di minerali. Nei corpi d'acqua dolce, l'afflusso di fertilizzanti minerali lavati via dai campi e da varie acque reflue domestiche e agricole porta al massiccio sviluppo di alghe, che influiscono negativamente sulla qualità dell'acqua. Le alghe microscopiche si nutrono di piccoli organismi planctonici, che a loro volta servono da cibo per organismi e pesci più grandi. Pertanto, nelle aree di maggiore sviluppo del fitoplancton c'è molto zooplancton e pesci.

Il ruolo dei batteri nel plancton è eccezionale. Mineralizzano i composti organici (compresi vari inquinanti) dei corpi idrici e li reintroducono nel ciclo biotico. I batteri stessi sono cibo per molti organismi di zooplancton. Il numero di batteri planctonici nei mari e nei corpi d'acqua dolce pulita non supera 1 milione di cellule in un millilitro d'acqua (un centimetro cubo). Nella maggior parte dei corpi d'acqua dolce, il loro numero varia tra 3 e 10 milioni di cellule in un millilitro d'acqua.

A.P.Sadchikov,
Professore dell'Università statale di Mosca intitolato a M.V. Lomonosov, Società di scienziati naturali di Mosca
(http://www.moip.msu.ru)

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Composizione del plancton. Gli organismi che compongono il plancton sono molto diversi. Le forme vegetali sono qui rappresentate quasi esclusivamente da microscopiche alghe unicellulari inferiori. Le più comuni tra queste sono le diatomee, racchiuse in una specie di guscio di selce, simile a una scatola con coperchio. Queste conchiglie sono disponibili in una varietà di forme e sono molto resistenti. Cadendo sul fondo dopo la morte, le alghe ricoprono vaste aree del fondale oceanico alle alte latitudini con il cosiddetto limo diatomeo. Allo stato fossile, tali accumuli di gusci di diatomee danno origine a rocce ricche di silice: tripoli o terra ciliata.

Solo leggermente inferiori alle diatomee nella loro importanza nel plancton sono le alghe peridiniche, caratterizzate dalla presenza di due flagelli che giacciono in solchi, uno dei quali, trasversale, circonda il corpo, e l'altro è diretto all'indietro. Il corpo del peridinio è ricoperto o da una sottile membrana protoplasmatica o da un guscio a numerose placche costituito da una sostanza simile alla cellulosa. La forma del corpo è rotonda, a volte ci sono tre processi. Interessanti sono anche i piccolissimi coccolitini, che presentano una conchiglia permeata di corpi calcarei. I flagelli di silicio dotati di scheletri hanno le stesse piccole dimensioni.

Le alghe blu-verdi hanno un'importanza secondaria nel plancton dei mari, ma in alcuni mari desalinizzati, ad esempio nel Mar d'Azov, spesso si moltiplicano in quantità tali che l'acqua diventa verde.

Tra gli animali unicellulari, i più caratteristici del plancton sono i rizomi globigerina con gusci calcarei multicamera ricoperti da spine lunghe e sottili. Cadendo sul fondo dopo la morte, ricoprono vaste aree del fondale oceanico con limo di globigerina ricco di calcare.

Anche gruppi di radiata o radiolari con scheletri di silicio molto belli e sottilissimi coprono vaste aree del fondale oceanico.

I ciliati ciliati diffusi a forma di campana sono molto caratteristici del plancton marino, ma il loro scheletro è meno resistente e quindi non formano sedimenti di fondo come diatomee, rizopodi e radiolari. Le loro case hanno la forma di campane, vasi, cilindri appuntiti, tubi, ecc.

Tra i flagellati incolori, i più famosi sono senza dubbio le luci notturne sferiche, o noctiluces, che hanno la capacità di brillare.

Molto interessanti sono i polipi idroidi - sifonofori, celenterati coloniali con colonie complessamente differenziate, con una profonda divisione delle funzioni: alimentazione, protezione, nuoto, caccia e sessuale. Molto numerose e varie sono le meduse, a forma di ombrello o di disco, e gli ctenofori.

I vermi sono rappresentati principalmente da varie larve: trocofori e nectocheti. Alcuni tipi di vermi conducono uno stile di vita planctonico durante la stagione riproduttiva, risalendo in superficie. Esistono due famiglie di anellidi puramente planctonici.

I crostacei svolgono un ruolo decisivo nel plancton.

Tutti gli ordini di questa classe vivono nel plancton per tutta la vita (ad esempio, copepodi e cladoceri) o solo durante il periodo larvale (gamberetti, granchi). I copepodi costituiscono lo sfondo principale del plancton animale dei mari.

Dei molluschi, i gruppi puramente planctonici sono i kelnopodi e gli pteropodi completamente trasparenti. I gusci di questi ultimi, dopo la morte dei molluschi, affondano sul fondo, dove, come i rizopodi e i radiolari, formano il limo di pteropodi, caratterizzato da abbondanza di calcare. I gasteropodi e i bivalvi presentano larve planctoniche, caratterizzate dalla presenza di una conchiglia arricciata a spirale o bivalve e di un peculiare organo di locomozione bilobato, ricoperto ai bordi di ciglia. Durante la stagione riproduttiva riempiono masse di plancton.

I briozoi e gli echinodermi sono rappresentati solo da larve. Gli oloturi conducono uno stile di vita planctonico. Tra i cordati inferiori, sono molto numerosi le salpe, i pirozomi luminosi e gli appendicolari che vivono in case di caccia trasparenti. Anche numerose uova e larve di pesci riempiono il plancton.

Infine, lo spessore dell’acqua marina è popolato da innumerevoli batteri. La varietà delle forme esterne dei batteri è molto piccola e limitata a pochi tipi: bastoncini, palline o cocchi, spirali più o meno lunghe - spirochete. Molti di loro hanno flagelli e sono attivamente mobili. Per distinguerli vengono utilizzate principalmente caratteristiche fisiologiche e, in misura minore, forma esterna. Svolgono un ruolo vitale nei processi di trasformazione delle sostanze nel mare - dalla decomposizione di resti complessi di organismi vegetali e animali alla loro trasformazione in composti di carbonio, azoto, zolfo e fosforo assimilati dalle piante.

Tra i batteri ci sono quelli autotrofi, capaci, come le piante, di costruire proteine ​​e carboidrati da sostanze inorganiche. Alcuni di loro - fotosintetici - utilizzano l'energia solare per questi processi, altri - chemiosintetici - utilizzano l'energia chimica dell'ossidazione dell'idrogeno solforato, dello zolfo, dell'ammoniaca, ecc.

Piante mobili e animali attaccati. La presenza del plancton nel mare ha portato allo sviluppo di una categoria di animali assolutamente unica che non si trova sulla terraferma, cioè immobili, attaccati o cosiddetti sessili. Le piante sulla terra sono attaccate al terreno e non si muovono. Gli erbivori devono avere la capacità di avvicinarsi al cibo e di muoversi per farlo. I predatori devono catturare la loro preda. In breve, tutti gli animali del sushi devono muoversi attivamente.

Nell'acqua, a causa della presenza di plancton e resti sospesi di organismi morti - detriti, l'animale può rimanere immobile, il cibo gli verrà portato dalle correnti d'acqua, quindi lo stile di vita attaccato è diffuso tra gli animali marini. Questi includono polipi idroidi e coralli, molti vermi, crostacei o ghiande marine, briozoi, gigli di mare, ecc. Tra i molluschi, ad esempio, citeremo le famose ostriche, strettamente cementate alle rocce o generalmente a oggetti solidi. Tutti questi animali o possiedono apparati unici, non riscontrabili negli animali terrestri, per filtrare il cibo dall'acqua, oppure si sforzano di coprire lo spazio quanto più ampio possibile con numerosi tentacoli quasi orali, oppure sviluppano una forma ramificata ad albero.

Non sorprende che i biologi per molto tempo non sapessero se classificare queste creature simili a piante come il mondo vegetale o il mondo animale e le chiamassero piante animali.

Ora sappiamo che non possono, come le piante, assorbire anidride carbonica e altre sostanze inorganiche, ma si nutrono, come tutti gli animali, di alimenti organici già pronti creati da altri organismi, e quindi li consideriamo animali, sebbene non possano muoversi. Pertanto, a causa dell'elevato peso specifico dell'acqua e dei sali in essa disciolti, nell'ambiente acquatico possono esistere piante fluttuanti e animali attaccati.

La popolazione del fondo, o benthos, oltre a questi animali attaccati, collettivamente chiamati benthos sessili, comprende anche animali che si muovono liberamente - benthos vaginale: vermi, crostacei, molluschi - bivalvi, gasteropodi e cefalopodi, echinodermi, ecc. Alcuni di loro si nutrono sul plancton stesso, altri sono planctivori. Pertanto, il benthos nel suo insieme - sia mobile che attaccato - nella sua alimentazione è direttamente o indirettamente correlato al plancton, poiché le alghe attaccate svolgono un ruolo molto insignificante nell'economia del mare. Pertanto, possiamo aspettarci che dove c'è molto plancton, il benthos sarà abbondante. Tuttavia, non è sempre così. Le condizioni negli strati inferiori possono essere sfavorevoli allo sviluppo del benthos (presenza di idrogeno solforato, mancanza di ossigeno, ecc.) e quindi, nonostante la ricchezza di plancton, il benthos può essere poco o niente. A profondità significative, negli strati accessibili alla luce solare, i nutrienti vengono utilizzati nella colonna d'acqua e così pochi raggiungono il fondo che il benthos può essere povero, nonostante la grande produzione di plancton negli strati superiori. Ma questo rapporto, quando c'è poco plancton e molto benthos, può essere solo temporaneo.

Quasi tutti gli animali bentonici hanno larve planctoniche. Il plancton è come un asilo nido per gli organismi benthos. Ciò significa che in determinate stagioni il benthos non è solo un consumatore di plancton, ma anche il suo produttore.

Vita e relazioni degli organismi planctonici. Gli organismi vegetali fluttuanti - diatomee e flagellati - si nutrono, crescono e si riproducono grazie all'anidride carbonica, ai nitrati, ai fosfati e ad altri composti inorganici disciolti nell'acqua, dai quali costruiscono composti organici complessi del loro corpo alla luce del sole. Questi sono produttori di sostanze organiche. Queste piante microscopiche si nutrono di crostacei, vermi e altri animali erbivori, che possono nutrirsi solo di sostanze organiche già pronte create dalle piante e non possono utilizzare composti inorganici provenienti dall'ambiente. Questi sono consumatori di primo ordine. I predatori - consumatori di secondo ordine - si nutrono a spese degli erbivori. A loro volta, vengono mangiati da predatori più grandi: consumatori di terzo ordine, ecc. Queste sono le relazioni all'interno di questa comunità.

Alla fine, tutti gli organismi, sia produttori che consumatori, muoiono. I loro cadaveri, così come le secrezioni e gli escrementi, come risultato dell'attività di batteri e altri microrganismi, si trasformano nuovamente in elementi biogenici disciolti nell'acqua - il materiale di base per la nuova costruzione dei corpi degli organismi vegetali con l'aiuto dell'energia solare. energia, e il ciclo delle trasformazioni della materia si chiude.

Pertanto, gli elementi chimici che compongono gli organismi - azoto, carbonio, idrogeno, ossigeno, fosforo, zolfo, ecc. - sono in costante movimento in cerchio: alghe (produttori) - animali (consumatori) - batteri e composti biogenici disciolti nell'acqua .

Questo movimento circolare degli elementi avviene grazie all'energia solare catturata e accumulata dagli organismi vegetali sotto forma di energia chimica di sostanze organiche complesse. Gli animali consumano solo sostanze organiche create dalle piante, consumando l'energia che accumulano. Questi sono, in termini generali, i rapporti tra le parti vegetali e animali del plancton. Da ciò è chiaro che il rapporto tra zooplancton e fitoplancton dovrebbe essere diretto, cioè nei luoghi dove c'è poco fitoplancton, dovrebbe esserci poco zooplancton e, al contrario, con un aumento del fitoplancton, la quantità di zooplancton dovrebbe aumentare.

Tuttavia, questo rapporto tra le parti vegetali e animali del plancton non può rimanere costante. Sul cibo ricco di fitoplancton, lo zooplancton si riproduce intensamente e potrebbe arrivare un momento in cui, ad esempio, a causa dell'esaurimento della fornitura di composti biogenici nell'acqua, la produzione di fitoplancton inizia a diminuire. Alla fine, potrebbe risultare che ci sarà molto zooplancton e poco fitoplancton, cioè il rapporto diventerà l'opposto. Lo zooplancton inizierà a estinguersi per mancanza di cibo.

Pertanto, i rapporti quantitativi tra zooplancton e fitoplancton non possono rimanere costanti a causa della natura biologica del rapporto tra le parti vegetali e animali del plancton, la cui base è la lotta per l'esistenza.

La questione dei rapporti numerici tra batteri, fitoplancton e zooplancton non è stata ancora sufficientemente studiata. Tuttavia, poiché i batteri vivono principalmente della decomposizione degli organismi, si può presumere che quanto più fitoplancton e zooplancton ci sono, tanto più batteri ci saranno. A causa del tasso colossale di riproduzione dei batteri, è improbabile che il loro consumo da parte dello zooplancton modifichi in modo significativo queste relazioni.

Oltre a ragioni interne puramente biologiche, queste relazioni possono essere influenzate anche da condizioni esterne, come verrà discusso di seguito.

Adattamenti ad uno stile di vita planctonico. Come si è detto, poiché il peso specifico del protoplasma, seppur insignificante, è comunque maggiore del peso specifico dell'acqua pura, gli organismi planctonici, per restare nella colonna d'acqua, devono possedere degli adattamenti che ne impediscano l'immersione o almeno rallentarlo. Per comprendere l'essenza di questi dispositivi, è necessario familiarizzare con le condizioni di galleggiamento. La relazione tra queste condizioni è espressa come segue:

Vediamo quali sono i singoli componenti.

La viscosità, o attrito interno, è una proprietà dei corpi fluidi che determina la resistenza delle particelle quando vengono spostate l'una rispetto all'altra. Quando la temperatura dell'acqua aumenta da 0 a +30-40°C per ogni grado, la viscosità diminuisce di circa il 2-3%. All'aumentare della salinità, la viscosità aumenta, ma molto poco. La viscosità dell'aria è 37 volte inferiore alla viscosità dell'acqua. Di conseguenza, solo per questo motivo, un corpo nell'aria cadrà 37 volte più velocemente che nell'acqua. In acque calde e dolci, le condizioni di galleggiamento saranno peggiori che in acque marine e fredde. Nelle acque tropicali, gli adattamenti allo stile di vita planctonico dovrebbero essere più pronunciati che nelle acque fredde.

La resistenza della forma è la capacità dei corpi di resistere a qualsiasi influenza o cambiamento.

Il peso residuo è uguale al peso dell'organismo meno il peso dell'acqua spostata. Pertanto, maggiore è il peso dell'acqua spostata, minore è il peso residuo e questo valore dipende direttamente dal peso specifico dell'acqua. Pertanto, all’aumentare della salinità, aumenterà la galleggiabilità. Più la temperatura dell'acqua si avvicina alla temperatura della sua densità più alta (+ 4°C per l'acqua dolce), maggiore sarà la galleggiabilità.

Se la viscosità dell’acqua e il suo peso specifico, come fattori che determinano la velocità di immersione (galleggiabilità), non dipendono dall’organismo, allora il peso dell’organismo stesso e la resistenza della forma ne sono i segni e, come tali, sono soggetto alla selezione naturale e, pertanto, può essere migliorato nel corso dell'evoluzione, adattandosi al mutare delle condizioni.

Consideriamo innanzitutto i modi in cui è possibile ottenere la perdita di peso. Si ritiene che il peso specifico medio del protoplasma sia 1,025, cioè solo leggermente maggiore del peso specifico dell'acqua; Allo stesso tempo, negli organismi troviamo da un lato sostanze più pesanti (ossa, conchiglie, gusci di crostacei e altre formazioni scheletriche) e dall'altro sostanze più leggere (grassi, oli, gas, ecc.). Da qui risulta chiaro che l'adattamento alla galleggiabilità dovrebbe essere finalizzato a: 1) ridurre, o ridurre, gli scheletri minerali delle conchiglie e delle altre parti pesanti; 2) sullo sviluppo di formazioni di supporto leggero come inclusioni grasse e oleose, bolle di gas; 3) infine, il peso specifico residuo dell'organismo diminuirà quando i tessuti saranno saturi d'acqua, il volume dell'organismo aumenterà con una quantità relativamente piccola di sostanza secca.

Tutti questi modi per ridurre il peso residuo in varie combinazioni si osservano in natura tra gli organismi planctonici.

Riduzione delle formazioni gravi. A causa dell'elevato peso specifico dell'acqua, gli organismi nell'ambiente acquatico perdono quasi tutto il loro peso. L'acqua, con la sua pressione, sembra sostenere il corpo. Pertanto, nell'acqua possono esistere forme morbide, scheletriche e gelatinose. Tali, ad esempio, sono gli ctenofori, teneri come gelatina semiliquida, tra cui è particolarmente notevole la cintura di Venere (Cestus veneris), che raggiunge, nonostante la fragilità dei tessuti, oltre un metro di lunghezza. Si tratta di meduse, in particolare della medusa blu artica, che raggiunge i due metri di diametro. Quando vengono estratte dall'acqua, tali forme si appiattiscono e muoiono.

La riduzione delle formazioni scheletriche nei rizomi planctonici si esprime nel fatto che hanno gusci sottili e pori più grandi rispetto ai gusci dei rizomi che vivono sul fondo.

Nei molluschi chiglia che conducono uno stile di vita planctonico, incontriamo tutte le fasi di riduzione del guscio: 1) il corpo del mollusco può essere completamente nascosto nel guscio; 2) il guscio ricopre solo la gonade; 3) il guscio scompare completamente.

Negli pteropodi la conchiglia è sottile e trasparente o, per la maggior parte, del tutto assente.

L'accumulo di sostanze con un peso specifico inferiore (grassi, oli) si osserva nelle diatomee, nei notturni, in molti radiolari e nei copepodi. Tutte le inclusioni grasse rappresentano riserve di nutrienti e allo stesso tempo riducono il peso residuo. Le stesse funzioni sono svolte dalle goccioline di grasso nelle uova pelagiche e nelle uova di pesce. Nei gusci dei crostacei planctonici, rispetto alle forme che abitano il fondo, diminuisce la quantità di calcio nelle ceneri e allo stesso tempo aumenta la quantità di grasso: nel granchio erbaceo (Carcinus) che striscia sul fondo, il calcio nelle ceneri è del 41%, il grasso del 2%. Uno dei grandi copepodi planctonici, Anomalocera, contiene il 6% di calcio e il 5% di grassi.

L'accumulo di gas è ancora più efficace nel ridurre il peso residuo. Pertanto, le alghe blu-verdi hanno vacuoli di gas speciali. Le alghe multicellulari Sargassum, che galleggiano nell'Oceano Atlantico, hanno bolle di gas che le sostengono nell'acqua. Ma particolarmente famosi sono i dispositivi idrostatici riempiti di gas di sifonofori, rondini, piante acquatiche da fiore di vescica, ecc.

L'impregnazione dei tessuti con acqua e la formazione di gelatine si riscontrano in varie alghe unicellulari e coloniali, meduse, ctenofori, pteropodi e molluschi chiglia. È stato accertato che nel Mar Baltico, dove l’acqua è più dolce e quindi le condizioni di galleggiamento sono peggiori, il corpo della medusa Aurelia contiene il 97,9% di acqua, e nell’Adriatico, dove la salinità è superiore al 35% e le condizioni di galleggiamento sono meglio, ne contiene solo il 95,3%. È possibile che ciò sia dovuto specificamente alle condizioni di galleggiamento di questi mari.

Forme e dimensioni di resistenza dei listoni. È noto che la resistenza esercitata dal mezzo contro un corpo in movimento è associata all'attrito interno delle particelle d'acqua spostate ed è proporzionale alla superficie spostata. Pertanto, la velocità di immersione sarà inversamente proporzionale alla superficie specifica, cioè al rapporto tra la superficie del corpo e il suo volume. Quando la dimensione di un corpo diminuisce, la sua superficie diminuisce in proporzione al quadrato, e il suo volume diminuisce in proporzione al cubo di dimensioni lineari. Per una palla la superficie specifica è pari a 4r 2 π: 4 / 3 /r 3 π = 3/r, cioè una palla di raggio 1 avrà una superficie specifica pari a 3; in 2 - 1 1/2; 3-1; 4 - 3/4; 5 - 3/5; 6-1/2; 7 - 3/7; 8 - 3/8, ecc.

Pertanto, le piccole dimensioni dell'organismo gli conferiscono un vantaggio rispetto a quelli grandi in termini di galleggiabilità. Ciò chiarisce perché nel plancton predominano le forme piccole. Per le alghe, ad esempio, le loro piccole dimensioni offrono il vantaggio di un maggiore assorbimento dei sali nutritivi, che nei mari si trovano in piccolissime quantità.

I plankter sono classificati in base alle dimensioni.

L'ultraplancton è un organismo di dimensioni fino a diversi micron.

Nannoplancton. Dimensioni: meno di 50 micron. Organismi di queste dimensioni passano attraverso il gas di macinazione più spesso con una dimensione delle maglie di 65-50 micron. Pertanto, per contare il nannoplancton si utilizza la centrifugazione o la sedimentazione in vasi alti (la centrifuga, o plancton sedimentario, contiene batteri senza guscio e flagellati di silicio, coccolitofori).

Il microplancton è già intrappolato nelle grandi quantità di gas di macinazione. Questi includono peridine corazzate, diatomee, protozoi, piccoli crostacei, ecc. Le dimensioni degli organismi microplanctonici vanno da 50 a 1000 micron.

Il mesoplancton è la maggior parte degli organismi planctonici animali: copepodi, cladoceri, ecc. Dimensioni: da 1 a 15 mm.

Il macroplancton si misura in centimetri. Questi includono meduse, sifonofori, salpe, pirozomi, chelenopodi, pterigopodi, ecc.

Il megaloplancton comprende pochissime forme di grandi dimensioni, che misurano circa un metro, tra cui la già citata cintura di Venere, la medusa blu artica e altri giganti eccezionali. Da notare che sia il macroplancton che il megaloplancton sono costituiti esclusivamente da forme con un corpo gelatinoso molto sviluppato immerso in acqua, il che ovviamente compensa le loro grandi dimensioni, svantaggiose in termini di galleggiabilità.

Tuttavia, per superare la resistenza dell'ambiente, non è importante solo la dimensione relativa della superficie del corpo immerso, ma anche la sua forma. Come è noto, tra tutti i corpi geometrici dello stesso volume, la sfera ha la superficie più piccola. Nonostante ciò, tra gli organismi planctonici sono piuttosto diffuse le forme sferiche (alcune alghe verdi, numerosi flagellati, tra cui la nota nottola Noctiluca, Thalassicola radiolaria, alcuni ctenofori, ecc.).

Bisogna pensare che in questo caso dispositivi come la riduzione del peso specifico, l'immersione del corpo con acqua e simili compensano lo svantaggio della forma sferica in modo tale da eliminare completamente l'effetto della gravità. Per un tale organismo, la colonna d'acqua è omogenea. Nessun altro ambiente e nessun altro habitat, eccetto la colonna d'acqua, presenta una tale uniformità in tutte le direzioni, e quindi gli organismi sferici non si trovano da nessuna parte tranne che nella colonna d'acqua. È possibile che in condizioni che escludono la gravità, la forma sferica, con la sua superficie minima, possa fornire alcuni vantaggi.

Per aumentare la galleggiabilità, di particolare importanza è l'aumento della cosiddetta superficie frontale, cioè quella superficie che, in movimento, sposta le particelle del mezzo (in questo caso, durante l'immersione).

Dato il peso trascurabile delle plance, il semplice allungamento del corpo in direzione perpendicolare alla direzione della gravità dà già all'organismo un vantaggio in termini di galleggiabilità. Questa forma è particolarmente vantaggiosa per quegli organismi che hanno una certa mobilità. Pertanto, nel plancton si trovano molto spesso forme allungate, bastoncellari, filiformi o nastriformi di organismi sia solitari che coloniali. Gli esempi includono numerose alghe verdi, numerose diatomee, alcuni radiolari, frecce marine (Sagitta), la larva del crostaceo decapode Porcellana e altri assi mobili. È chiaro che la superficie di attrito è ulteriormente aumentata da numerose spine e proiezioni dirette in direzioni diverse, che troviamo anche in numerosi rappresentanti di un'ampia varietà di gruppi sistematici, ad esempio nelle diatomee chaetoseros, peridinium-ceratium, globigerina rizomi, numerosi radiolari, larve di riccio di mare e stelle di serpente (Pluteus) e, soprattutto, in diversi crostacei decorati con setole piumose.

Della stessa importanza è l'appiattimento del corpo su un piano perpendicolare alla direzione della gravità, che nel corso dell'evoluzione ha portato allo sviluppo di forme a forma di torta o di disco. L'esempio più famoso di tali forme è la medusa Aurelia, diffusa nei nostri mari, ma questa forma si trova anche tra i plankers di altri gruppi sistematici. Questi includono Costinodiscus, Leptodiscus, un certo numero di radiolari e soprattutto Phyllosoma foliaceae, la larva dell'aragosta, un gambero commerciale nell'Europa occidentale.

Infine, un ulteriore miglioramento in questa direzione porta all'invaginazione della superficie inferiore e allo sviluppo di una forma medusoide, simile a un paracadute, così perfetta da essere utilizzata in aeronautica per rallentare la caduta dei corpi nell'aria. Come esempi di forme medusoidi, oltre a varie meduse, si possono nominare singoli rappresentanti di altri gruppi, come flagellati verdi - medusocloris, cefalopodi - cirrothauma e holoturia - pelagoturia.

Molto spesso il corpo possiede contemporaneamente diversi dispositivi che riducono la velocità di immersione. Pertanto, nelle meduse, oltre alla forma a paracadute, si osserva un potente sviluppo della placca gelatinosa intermedia; in alcuni radiolari, insieme alla forma spinosa, troviamo inclusioni grasse; nei rizomi globigerini planctonici abbiamo un aumento dei pori e di numerose spine che ne riducono il peso residuo.

Tutti questi diversi adattamenti allo stile di vita planctonico si sono sviluppati nel corso dell'evoluzione in un'ampia varietà di organismi, indipendentemente dalla loro relazione evolutiva. Il protoplasma stesso, anche senza tener conto delle formazioni scheletriche minerali, è più pesante dell'acqua. Questa circostanza ci dà il diritto di credere che lo stile di vita primario fosse bentonico e non planctico. In altre parole, inizialmente la vita si concentrò sul fondale e solo successivamente gli organismi si diffusero nella colonna d'acqua.

I crostacei planctonici e i rotiferi che vivono in acque dolci vengono mangiati dai pesci, così come da un numero di predatori invertebrati relativamente piccoli (cladocera Leptodora kindti, molti copepodi, larve di zanzara che non mordono Chaoborus ecc.). I predatori di pesci e invertebrati che attaccano lo zooplancton “pacifico” hanno strategie di caccia diverse e prede preferite diverse.

Nel processo di caccia, i pesci di solito fanno affidamento sulla vista, cercando di scegliere per loro prede della dimensione massima: per i pesci adulti, questi sono, di regola, i più grandi animali planctonici trovati nelle acque dolci, compresi i predatori planctofagi invertebrati. I predatori invertebrati attaccano principalmente animali planctonici di piccole o medie dimensioni, poiché semplicemente non riescono a far fronte a quelli di grandi dimensioni. Durante il processo di caccia, i predatori invertebrati si orientano, di regola, con l'aiuto dei meccanorecettori, e quindi molti di loro, a differenza dei pesci, possono attaccare le loro vittime nella completa oscurità. Ovviamente, gli stessi predatori invertebrati, essendo i maggiori rappresentanti del plancton, possono facilmente diventare vittime dei pesci. A quanto pare, questo è il motivo per cui “non è vantaggioso” per loro essere particolarmente grandi, anche se ciò consentirebbe loro di ampliare la gamma dimensionale delle loro potenziali vittime.

Per proteggersi dai predatori invertebrati, è più vantaggioso che gli animali planctonici siano di dimensioni maggiori, ma allo stesso tempo aumenta subito il pericolo di diventare prede ben visibili e quindi facilmente accessibili per i pesci. Una soluzione di compromesso a queste esigenze apparentemente incompatibili sarebbe quella di aumentare le dimensioni effettive, ma a scapito di alcune escrescenze trasparenti che non rendono particolarmente evidenti i loro proprietari. Infatti, nell'evoluzione di diversi gruppi di animali planctonici, si osserva l'emergere di simili mezzi di difesa “meccanici” contro i predatori invertebrati. Sì, Cladocera Holopedium gibberum forma attorno al suo corpo un guscio gelatinoso sferico (Fig. 51), che, essendo completamente incolore, non lo rende particolarmente visibile ai pesci, ma allo stesso tempo lo protegge dai predatori invertebrati (ad esempio dalle larve Chaoborus), perché è semplicemente difficile per loro cogliere una simile vittima. Varie escrescenze del guscio di dafnie e rotiferi possono anche svolgere una funzione protettiva e, come si è scoperto, alcune di queste formazioni si sviluppano nelle vittime sotto l'influenza di alcune sostanze secrete dai predatori vicini. Innanzitutto, un fenomeno simile fu scoperto (Beauchamp, 1952; Gilbert, 1967) nei rotiferi: preda femminile - rotifers brachionus (Brachionus calyciflorus), coltivato in acque che precedentemente contenevano rotiferi predatori del genere Asplanchna (Asplanchna spp.), hanno prodotto giovani con spine laterali della conchiglia particolarmente lunghe (vedi Fig. 51). Queste spine impedivano notevolmente agli asplancnidi di inghiottire il brachionus, poiché stavano letteralmente di traverso sulla loro gola.

Successivamente furono scoperte anche nei crostacei varie estensioni del corpo indotte dai predatori. Quindi, in presenza di larve predatrici Chaoborus negli individui giovani Dafnia pulex una crescita "a forma di dente" cresceva sul lato dorsale, riducendo significativamente la probabilità che venissero mangiati con successo da questi predatori (Krueger, Dodson, 1981; Havel, Dodson, 1984), e in alcuni esemplari australiani Daphnia carinata in presenza di insetti predatori Anisops calcareo(famiglia Notonectidae) sul lato dorsale si formava una cresta trasparente che, a quanto pare, ostacolava notevolmente anche il predatore nell'afferrare e mangiare la preda (vedi Fig. 51).

Tali escrescenze non possono proteggere dalla maggior parte dei pesci, e quindi è estremamente importante che i crostacei planctonici, se ci sono pesci nel bacino, rimangano invisibili e (o) evitino incontri diretti con loro, soprattutto in buone condizioni di luce. Poiché la concentrazione di cibo nei crostacei planctonici è massima proprio in superficie, non sorprende la frequenza con cui riscontriamo in essi l'esistenza di migrazioni giornaliere verticali, espresse con la risalita notturna verso strati superficiali ricchi di cibo e l'abbassamento durante il giorno verso profondità più profonde. strati, dove c'è poca luce, così come la possibilità di ridurre la densità locale disperdendosi in un volume più grande, impedisce loro di essere mangiati dai pesci.

Le stesse migrazioni verticali richiedono determinati costi energetici. Inoltre, una piccola quantità di cibo e una bassa temperatura a grandi profondità portano ad una diminuzione dell'intensità della riproduzione e ad un rallentamento dello sviluppo dei crostacei e, di conseguenza, alla fine, ad una diminuzione del tasso di crescita della loro popolazione. Questa conseguenza negativa delle migrazioni verticali per la popolazione è solitamente considerata come un “pagamento” per la protezione dai predatori. La questione se valga la pena “pagare” per la protezione dai predatori in questo modo può essere risolta in diversi modi nel corso dell’evoluzione. Ad esempio, nel profondo Lago di Costanza, nel sud della Germania, vivono due specie di dafnie apparentemente simili: Daphnia galeata E Dafnia ialina, Inoltre, la prima specie rimane costantemente negli strati superiori e riscaldati della colonna d'acqua (epilimnion), mentre la seconda specie migra in estate e in autunno, risalendo all'epilimnion di notte e scendendo a grandi profondità (all'ipolimnion) durante il giorno. . La concentrazione alimentare di entrambe le specie di Daphnia (principalmente piccole alghe planctoniche) è piuttosto elevata nell'epilimnion e molto bassa nell'ipolimnion. La temperatura in piena estate nell'epilimnio raggiunge i 20°, nell'ipolimnio raggiunge appena i 5°. I ricercatori tedeschi H. Stich e W. Lampert (Stich, Lampert, 1981, 1984), che hanno studiato in dettaglio la dafnia del Lago di Costanza, hanno suggerito che la migrazione D.hyalina consentirgli di evitare in modo significativo la pressione dei pesci (coregone e pesce persico), e D.galeata rimanendo per tutto il tempo nell'epilimnio, in condizioni di forte pressione dei pesci, riesce a sopportarlo con una natalità molto elevata. X. Shtikh e V. Lampert hanno testato la loro ipotesi sulle diverse strategie di sopravvivenza di queste dafnie in condizioni di laboratorio, quando, in assenza di un predatore, per entrambe le specie hanno imitato le condizioni di residenza costante nell'epilimnion (temperatura costantemente mantenuta e una grande quantità di cibo) e le condizioni delle migrazioni verticali (cambiamenti di temperatura e quantità di cibo nel corso della giornata). Si è scoperto che in condizioni di epilimnio create artificialmente, entrambe le specie si sentivano benissimo e avevano un alto tasso di natalità. Nel caso della simulazione delle condizioni di migrazione verticale, il tasso di sopravvivenza e l’intensità riproduttiva di entrambe le specie erano significativamente inferiori, ma è interessante notare che D.hyalina era caratterizzato da tassi di sopravvivenza e riproduzione molto migliori rispetto a D.galeata. Durante la simulazione delle condizioni di epilimnio, è stato riscontrato qualche vantaggio (anche se insignificante). D.galeata. Pertanto, le differenze nella distribuzione spaziotemporale di queste specie di Daphnia corrispondevano a differenze nelle loro caratteristiche fisiologiche.

L'ipotesi che sia la pressione dei pesci planctivori il fattore responsabile del verificarsi delle migrazioni verticali negli animali planctonici è supportata anche dai dati ottenuti dall'idrobiologo polacco M. Gliwicz (Gliwicz, 1986). Dopo aver esaminato una serie di piccoli laghi nei Tatra, Glivich scoprì che un rappresentante dei crostacei copepodi Ciclopi si trovava spesso in essi Ciclope abissorum compie migrazioni verticali giornaliere in quei laghi dove ci sono pesci, ma non arriva dove non ci sono pesci. È interessante notare che il grado di gravità delle migrazioni verticali dei Ciclopi in un particolare specchio d'acqua dipendeva da quanto tempo esisteva una popolazione ittica permanente al suo interno. In particolare, sono state notate migrazioni deboli in un lago, dove i pesci erano stati introdotti solo 5 anni prima dell'indagine, e migrazioni significativamente più forti dove i pesci erano comparsi 25 anni fa. Ma le migrazioni dei Ciclopi furono espresse più chiaramente in quel lago, dove i pesci, per quanto è noto, esistevano da molto tempo, apparentemente da diversi millenni. Un altro ulteriore argomento a favore dell'ipotesi in discussione può essere il fatto stabilito da M. Glivich che non vi fu alcuna migrazione di Ciclopi in un lago nel 1962, solo pochi anni dopo che i pesci furono rilasciati lì, e la presenza di chiare migrazioni lì nel 1985 dopo 25 anni di convivenza con i pesci.

Plancton - piccoli organismi primitivi alla deriva nella colonna d'acqua. La parola plancton deriva dal greco planktos che significa vagabondo. Il plancton è diviso in diversi gruppi:

• Fitoplancton. La parola deriva dal greco phyton, che si traduce come “pianta”. È costituito da piccole alghe che galleggiano vicino alla superficie dell'acqua, dove c'è molta luce solare necessaria per la fotosintesi.
• Zooplancton. Da zoo – animale. È costituito da protozoi e animali multicellulari come i crostacei. Lo zooplancton si nutre di fitoplancton.
• Batterioplancton. È costituito da batteri e archaea che partecipano al processo di rimineralizzazione, cioè trasformazione delle forme organiche in forme inorganiche.

Pertanto, questa classificazione divide tutto il plancton in tre grandi gruppi: produttori (fitoplancton), consumatori (zooplancton) e utilizzatori (batterioplancton).

Il plancton è distribuito in tutti gli oceani del mondo. La condizione principale per la sua formazione è una quantità sufficiente luce solare e la presenza di nutrienti organici nell'acqua - nitrati e fosfati. L'importanza del plancton negli oceani del mondo difficilmente può essere sopravvalutata. Funge da mangiatoia per la maggior parte dei pesci quando sono giovani. Le correnti raccolgono il plancton nelle cosiddette zone di alimentazione, dove pascolano cetacei e squali balena. Alcune balene effettuano addirittura migrazioni stagionali, seguendo i campi di plancton.

Piccole piante sulla superficie dell'acqua partecipano alla fotosintesi e sono un elemento importante dell'intero sistema del ciclo dell'ossigeno sul pianeta. Il plancton è anche la più grande fonte di carbonio sulla Terra. Il fatto è che usandolo come cibo, gli animali convertono il plancton in massa biologica, che successivamente si deposita sul fondo del mare, perché più pesante dell'acqua. Questo processo è noto negli ambienti scientifici come la "pompa biologica".

È estremamente importante che le creature planctoniche si sviluppino struttura, che faciliterebbe il libero galleggiamento nell'acqua e impedirebbe l'affondamento sul fondo del serbatoio. Per loro è questione di vita o di morte; Perdendo la capacità di mantenersi sospeso nell'acqua, l'organismo planctonico muore inevitabilmente.

Per un organismo planctonico è molto importante avere un peso possibilmente vicino al peso dell'acqua, cioè il peso specifico più basso. Ciò è ottenuto principalmente dal contenuto di acqua insolitamente elevato nei tessuti corporei di questi organismi. Un ottimo esempio è il celenterato planctonico (Coeelenterata), che però, salvo rarissime eccezioni (diverse specie di meduse d'acqua dolce), è caratteristico del plancton marino.

Anche vari prodotti di scarto leggeri trattenuti nel corpo del corpo ne riducono il peso specifico. Nel protoplasma dei rizomi planctonici si accumulano bolle speciali: vacuoli, che contengono anidride carbonica rilasciata durante la respirazione dell'animale. Naturalmente, la presenza di tali vacuoli pieni di gas riduce il peso specifico dell'animale e ne favorisce il galleggiamento.

Le cellule delle alghe planctoniche blu-verdi contengono piccolissime inclusioni rossastre chiamate pseudovacuoli. Avendole perse, queste alghe affondano sul fondo. Pertanto, gli pseudovacuoli sono anche un dispositivo idrostatico, cioè un dispositivo utilizzato per mantenere il corpo in acqua.

I sedimenti svolgono un ruolo molto importante nel ridurre il peso specifico. grasso e olio. Queste sostanze sono note per essere più leggere dell'acqua e galleggiano in superficie. È chiaro che, accumulandosi nel corpo di un organismo planctonico, le inclusioni di grasso e olio ne riducono il peso specifico. Infatti, gli accumuli di sostanze grasse sono molto caratteristici delle alghe e degli animali planctonici. Per ridurre il peso specifico vengono utilizzate anche sostanze ricche di acqua secrete da alcuni organismi planctonici. membrane gelatinose. Un ottimo esempio è la camera vetrosa-trasparente del crostaceo cladocero Holopedium e la copertura gelatinosa del ciliato a campana (Tintinnidium).

Molte alghe planctoniche, soprattutto quelle blu-verdi, sono immerse in una massa di muco, la cui presenza dà sollievo al corpo.

Esistono anche una varietà di adattamenti prodotti dagli organismi planctonici per aumentando la resistenza e aumentando l'attrito. Molti di essi aumentano il più possibile la superficie del corpo, il che, a causa dell'attrito con le particelle d'acqua, riduce la velocità di immersione. In questo caso, è particolarmente significativo che l'aumento della superficie avvenga spesso a causa della riduzione del volume dell'organismo - quest'ultimo, per così dire, si appiattisce. Pertanto le diatomee planctoniche assumono a questo scopo una forma discoidale e lamellare; nei rotiferi che fanno parte del plancton la conchiglia è più o meno appiattita ed espansa. Per aumentare la superficie, le diatomee planctoniche, inoltre, si uniscono in colonie costituite da molte cellule adiacenti tra loro.

Istruzione appendici sotto forma di aghi e spine- un fenomeno molto caratteristico di numerose alghe e animali planctonici. Alcuni di essi hanno aghi e spine situati su piani diversi e diretti in tutte le direzioni (acqua dolce, planctoniche, alghe verdi coloniali Richteriella) che si trovano principalmente nel plancton di stagno.

Organi di movimento degli organismi planctonici sono le antenne natatrici posteriori nei cladoceri e le zampe natatorie nei copepodi, nonché la coppia anteriore di lunghe antenne in questi ultimi; Per il movimento vengono utilizzati anche l'apparato rotatorio dei rotiferi, le piccole ciglia dei ciliati e alcuni altri organi.

Nei movimenti indipendenti di un organismo planctonico, sia orizzontale che verticale, vari guide. Non basta saper nuotare, bisogna anche saper orientare il proprio percorso e, inoltre, mantenere la stabilità del corpo durante il nuoto. A questo scopo, gli animali planctonici sviluppano una serie di adattamenti. Prendiamo ad esempio i crostacei cladoceri Bosmin. Le antenne anteriori di questi crostacei sono molto lunghe, fuse immobili all'estremità della testa come una proboscide.