Невидимая миру польза

В представлениях населения, школьников, а часто и специалистов-биологов, экологов и др. первостепенное внимание обращается на позвоночных животных, крупных по размерам и составляющих рацион питания населения. Однако это представление ошибочно, так как жизнь в воде начинается с бактерий и одноклеточных, которыми питаются многие виды беспозвоночных, за счет чего растут, размножаются и сами служат пищей для животных, стоящих на более высоком уровне развития. Следовательно, в водоемах существуют определенные цепи питания: одноклеточные - многоклеточные - беспозвоночные - позвоночные животные. Все они являются неотъемлемой составляющей водных экосистем. Мир беспозвоночных - самый разнообразный по видам и самый многочисленный.

В любом водоеме теплится невидимая, но очень активная жизнь.

Для определения видового разнообразия любого водоема требуется значительная база знаний, касающаяся систематики, морфологии, физиологии и экологии животных. Наиболее широкое видовое разнообразие представляют водные насекомые (личинки стрекоз, поденок, веснянок, двукрылых, ручейников), а также водные клопы и жуки.

Гидрофауна беспозвоночных - важнейший компонент различных типов водоемов, играющий роль в поддержании трофического уровня водных экосистем. Многие виды ракообразных (ракушковые рачки, дафнии, циклопы, речные раки и др.) являются фильтратами и, таким образом, пропуская воду через жабры, не только питаются низшими беспозвоночными, но и очищают водную среду от различных микроорганизмов, в том числе патогенных, и служат пищей для для других животных.

Двустворчатые моллюски также являются фильтратами, очищающими воду в больших количествах, и служат пищей для хищных рыб. Многие водные беспозвоночные являются хищниками (личинки стрекоз, жуки, клопы и др.), истребляющими ослабленных и умерших животных. Таким образом, они очищают воду, а также регулируют численность других водных животных, употребляя их в пищу.

В водоемах живут и размножаются многочисленные виды ракообразных и моллюсков, определение которых иногда бывает затруднительно.

Живые фильтры

Значение водных беспозвоночных весьма велико. В водных экосистемах одноклеточные животные, такие как амебы, питаясь мелкими бактериями и водорослями, очищают водоемы. Более заметную пользу приносят ресничные инфузории. Их реснички во время движения постоянно загоняют воду с бактериями и водорослями в ротовое отверстие, и за счет наличия пищевых вакуолей происходит переваривание поступаемой пищи в их организме, а избыток воды через каждые 20 сек. выбрасывается наружу за счет функции сократительных вакуолей. Таким образом, многочисленные виды одноклеточных, размножаясь бесполым способом (путем деления надвое) 1-2 раза в сутки в зависимости от температуры, быстро наращивают количественный состав и фильтруют воду. Их даже используют в некоторых крупных городах для очистки питьевой воды.

Не менее важная роль отводится коловраткам (тип Круглые черви, класс Коловратки). Они имеют коловращательный аппарат на переднем конце тела, который находится в постоянном движении, при этом вода с бактериями, мелкими водорослями и другими микроорганизмами попадает внутрь тела, где происходит пищеварение. Следовательно, коловратки также являются незаменимыми фильтраторами воды и по ним определяется чистота воды на очистных сооружениях.

Пресноводные гидры загоняют воду щупальцами в рот, питаясь мелкими беспозвоночными, и таким образом в некоторой степени регулируют их численное обилие. Вместе с тем как одноклеточные, так и многоклеточные водные беспозвоночные поддерживают трофический уровень водных экосистем, т.е. животные, стоящие на более высоком уровне организации, потребляют в пищу более мелких, в том числе ослабленных беспозвоночных, и тем самым создают устойчивые водные экосистемы.

Хранители экосистем

Важная роль, которую играют членистоногие в пресноводных сообществах, определяется высоким уровнем продуктивности этих животных. По продукции (биомасса на единицу площади) членистоногие значительно уступают позвоночным животным. Чем мельче организм, тем выше его удельный метаболизм (на единицу веса). Иначе обстоит дело с продуктивностью. Поскольку продуктивность определяется как биомасса на единицу площади в единицу времени, то преимуществами здесь обладают организмы мелких размеров, которым, благодаря более высокому уровню метаболизма, присущи и более высокие темпы размножения и обновления биомассы. Таким образом, существенно уступая позвоночным животным по индивидуальным размерам и весу, членистоногие превосходят их по уровню продуктивности. В свою очередь значительная продуктивность членистоногих находит свое выражение в высокой численности особей. Биологическая продуктивность водоемов считается ведущим показателем качества воды и определяет степень соответствия различных показателей водной среды оптимальным потребностям различных видов гидробионтов. В этой связи для полной и всесторонней характеристики водоема целесообразно определять как биологическую продуктивность, так и жизнедеятельность водных животных с учетом видов-биоиндикаторов. Именно благодаря многочисленности членистоногие занимают главенствующее положение в энергетике экосистем: через них протекает основная часть энергии.

В современной биологической фауне гидробионтов рассматривают в качестве потенциального "инструмента" для решения проблемы чистой воды. Оценивается роль отдельных видов в определении качества воды. Изучаются вопросы по накоплению гидробионтами вредных веществ, т.е. на них возлагается роль биологических адсорбентов. Рассматриваются механизмы "транзита" гидробионтами загрязнений из воды в грунт и их минерализационная работа. Решаются вопросы по борьбе с цветением водоемов, очистке питьевой воды и сточных вод.

В огромных масштабах очищение воды от загрязняющих веществ происходит за счет биологического перемещения на дно. "Захоронясь" в грунт, токсины становятся менее опасными, тем более что многие из них недолговечны и становятся полностью безвредными за время пребывания в донных отложениях. Сам процесс биологического перемещения загрязнений из воды в осадки может происходить в результате нормальной жизнедеятельности гидробионтов или их отмирания с последующим опусканием на дно.

Двустворчатые моллюски в водоемах служат своеобразными природными биофильтрами и выполняют важную роль в процессах самоочищения воды. За вегетационный сезон их популяции отфильтровывают огромные массы воды, объем которых может в 2-3 раза превышать объем воды в водоеме. Наяды профильтровывают 40-50 л воды в сутки, достаточно крупное поселение - в сто особей - пропускает около 5 м воды в сутки. Проводили такой эксперимент: сильно загрязненную бытовыми стоками воду, содержащую в каждом кубическом метре до 50 г взвешенных частиц, пропускали через контейнер, в котором находилось 200 перловиц. Моллюски, ежедневно профильтровывая по 3 м3 воды, снизили загрязненность до 0,2 г. На бытовые нужды одного человека в сутки требуется 400 л воды. Очистить такое количество могут 20-25 перловиц.

В ряде водоемов эффективность удаления моллюсками из воды взвесей достигает 92-100%. Одновременно ими создается биогенная циркуляция воды, способствующая перемешиванию водных масс.

Еще значительнее фильтрационная роль шаровок и горошинок. Их малые размеры ограничивают количество пропускаемой через жабры воды, однако они образуют массовые поселения (по тысяче и более особей на 1 м2) и при такой плотности могут процеживать воду какого-нибудь пруда несколько раз за сезон.

Приведенные примеры наглядно показывают, насколько велика фильтрационная способность популяций двустворчатых моллюсков. В то же время в водоемах разной продуктивности роль этих моллюсков в фильтрации воды оказывается неодинаковой.

И питье, и пища

Огромный процесс осветления и очищения воды осуществляется ракообразными, личинками насекомых и др. Это, например, ручейники, живущие в домике, который представляет собой мешок из шелковистых нитей, обращенный открытым концом навстречу течению. В мешок-сеть течением заносятся пищевые частицы, которые по мере накопления поедаются личинкой.

Очень многочисленны фильтраторы среди ракообразных. У ветвистоусых рачков фильтрующий аппарат работает подобно насосу.

Из насекомых совершенный фильтровальный аппарат имеют личинки комаров Culex и Anopheles. С помощью щеток верхней губы они создают ток воды, из которой пищевые частицы отфильтровываются многочисленными волосками, сидящими на ротовых придатках. В течение суток личинка профильтровывает около 20 мм3 воды.

Водные беспозвоночные интересуют нас также с точки зрения их значимости в питании рыб. Большое кормовое значение имеют планктонные ракообразные и коловратки, мелкие двустворчатые моллюски и малощитинковые черви.

Отдельные виды пресноводных двустворчатых моллюсков имеют промысловое значение. Перловицы относятся к немногим представителям фауны пресных вод, заготовка которых производится для нужд легкой промышленности, в частности для пуговичного производства и изготовления декоративных поделок.

Повышение кормовой базы рыбохозяйственных водоемов, увеличение запасов промысловых моллюсков, борьба с вредными последствиями массового развития отдельных представителей беспозвоночных гидробионтов невозможны без точного знания их экологии и функционального значения в водных экологических системах.

Водные насекомые, как почвенные и наземные, играют ощутимую санитарную роль. Еще Р.А. Реомюр в свое время экспериментально установил, что вода, в которой насекомые отсутствуют, загнивает значительно быстрее, чем при их наличии. Значение насекомых-гидробионтов в биогенном круговороте в природе подобно роли насекомых на суше, а рыхление дна водоема обеспечивает доступ кислорода в более глубокие слои, как и роющая деятельность почвенных насекомых, но захватывает значительно меньшую толщу, чем у почвенных.

За последнее десятилетие установлено, что насекомые (в частности личинки стрекоз, ручейников, комары, мухи-сирфиды аккумулируют в водоемах радиоактивные изотопы.

(Текст и иллюстрации - из книги автора "Гидрофауна водоемов Новгородской области. Беспозвоночные животные". Великий Новгород, 2007.)