referat (Живые организмы мирового океана: детритофаги и редуценты)

Министерство Образования Российской Федерации

Череповецкий Государственный Университет

Инженерно-Экономический Институт

Кафедра промышленной экологии

Реферат по теме:

«Живые организмы мирового океана:

детритофаги и редуценты»

Выполнила студентка

Проверил преподаватель

Отметка о зачете

Дата

Череповец

2005

Содержание

Введение ……………………………….……………………….….3

1. Пищевые цепи ………....………………………………………..4

2. Морские бентоносные животные и детритофаги ……….…...5

3. Редуценты ………………………………………………………..9

Заключение ……………………………………………………….12

Литература ………………………………………………………..13

Введение

Жизнь в океане представлена самыми различными организмами, в нем обитает более 200 000 видов организмов.

На дне мирового океана происходит накопление и преобразование огромной массы минеральных и органических веществ, поэтому геологические и геохимические процессы, протекающие в океанах и морях, оказывают очень сильное влияние на всю земную кору. Именно океан стал колыбелью жизни на Земле; сейчас в нём обитает около четырёх пятых всех живых существ планеты.

Океаническая биота делится на следующие основные группы: планктон, нектон и бентос.  Эти организмы населяют воды от приливной до неритической зоны над шельфом и до океанической среды. Бентос - живые существа, обитающие на дне океана, в грунте и на грунте.

В данном реферате необходимо рассмотреть жизнь бентических животных, их отношения. Определить значение детритофагов и редуцентов в круговороте материи в океане; роль гетеротрофных бактерий в жизни океана. Проанализировать детритную пищевую цепь.

1. Пищевые цепи

Цепь питания - цепь взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества. Каждое предыдущее звено цепи питания является пищей для следующего звена.

Более 90% органических веществ, составляющих основу жизни в море, синтезируется при солнечном освещении из минеральных веществ и других компонентов фитопланктоном, в изобилии населяющим верхние слои водной толщи в океане[1]. Некоторые организмы, входящие в состав зоопланктона, поедают эти растения и в свою очередь являются источником пищи для более крупных животных, обитающих на большей глубине. Тех поедают более крупные животные, живущие еще глубже, и такая закономерность прослеживается до самого дна океана, где наиболее крупные беспозвоночные получают необходимые им питательные вещества из остатков отмерших организмов – органического детрита, опускающегося на дно из вышележащей толщи воды. Так беспрерывно обновляется запас различных органических веществ, растворенных или взвешенных в воде и отложенных на грунте.

2. Морские бентоносные животные и детритофаги

Бентоносные животные – это животные, населяющие дно или внедряющиеся в верхние слои донных отложений.

Пища морских животных концентрируется преимущественно в поверхностном слое вод и на дне. В поверхностном слое в результате фотосинтеза постоянно пополняются запасы органического вещества. Некоторая часть отмершего органического вещества погружается на дно и поедается бентоносными животными – трупоедами, а также разлагается бактериями.

Добываемая бентетическими животными так называемая «микроскопическая» пища бывает самой разнообразной. Она может представлять собой как неживые органические частицы, так и живые, то есть бактерии, простейшие растения или животные: диатомеи, жгутиковые, ресничные инфузории, крошечные беспозвоночные, различные личинки и т. д.

Донные животные относительно малоподвижны, а некоторые из них и вовсе проводят всю свою жизнь на одном месте. Живут они довольно долго: от нескольких месяцев до нескольких лет, или десятилетий.

В соответствии с характером потребляемой пищи жителей океанской бездны можно разделить на три группы. В первую объединяют сестонофагов, питающихся взвешенными в воде частичками органического вещества и находящимися в них микробами. Вторая группа – зоофаги, то есть хищники, поедающие отмершее органическое вещество, добытое в придонном слое океана, на дне или извлеченное из грунта. В третью группу объединяют бентофагов, питающихся детритом донных отложений [3].

К бентофагам главным образом относят специальные организмы - детритофаги, которые питаются мертвым органическим веществом - детритом. Детрит (от латинского detritus - истертый) - различные остатки растительного, животного и минерального происхождения, оседающие на дно из водной толщи. На глубине 4 километра в них может быть сосредоточено до 99 процентов всего органического вещества. Четыре процента их общей массы падает на живущих в детрите микробов. Кроме того, пользуется устойчивым спросом «морской снег» - частички фекального детрита величиной в несколько миллиметров, опускающиеся на дно с большой скоростью, до 50 – 100 метров в сутки [3].

Детрит играет важную роль в круговороте органического вещества (детритная пищевая цепь) и служит пищей многим донным животным. Детритом (триптоном) называют все взвешенные в толще воды органические и неорганические частицы. Детритофаги подразделяются на редуцентов, или деструкторов (это главным образом бактерии и грибы), превращающих органические остатки в неорганические вещества, и детритофаги в узком смысле — животных, которые питаются мертвыми тканями растений и животных или экскрементами.

Среди детритофагов водных экосистем по способу добывания и переработки пищи различают размельчителей, собирателей, соскребателей, фильтраторов. Специальная экологическая группа детритофагов — копрофаги, питающиеся экскрементами.

В океане они обитают на алеврите и более крупнозернистых песках, либо собирают пищевые частицы с поверхности грунта, либо добывают пищу, заглатывая донный осадок и пропуская его через кишечник.

Донные осадки содержат мало питательных веществ. Чтобы не умереть с голоду, у этих морских животных имеется длинный кишечник.

Если у хищных рыб его длина меньше длины рыбы, то у детриторастительноядных рыб он в 3, у детритоядных голотурий в 2,7, у морских ежей в 4,7, а у сипункулид – в 6 – 7 раз длиннее тела. Детритофаги способны безостановочно есть, и кишечник у них всегда забит пищей не меньше чем на ½, а его содержание обычно составляет около 1/3, веса животного[3].

Раньше полагали, что детритофаги просто собирают с поверхности дна находящийся там осадок. Сейчас ученые склонны считать, что всеядных существ практически нет. Даже детритофаги производят какой – то отбор отправляемых в рот компонентов. Если в донных отложениях океана им попадаются крохотные трупы местных животных, детритофаги от них отказываются. Отсутствие необходимых пищеварительных ферментов не позволяет им воспользоваться богатой находкой.

В желудках всех обитателей дна, кроме детрита, встречаются раковины диатомей. Почти у всех можно найти минеральные частички и фораминифер. Половина детритофагов поедает фекальные комочки донных животных. Иногда в кишечник попадают спикулы губок, а у морских звезд, голотурий и некоторых других животных споры и пыльца растений. Неясно, каким образом они этого добиваются, но в кишечнике спор и пыльцы бывает в 5 – 10 раз больше, чем их содержит грунт. Размер зерен и спор колеблется от 6 до300 микрон, так что поштучно отбирать их, видимо, невозможно. Споры и зерна без их наружных оболочек, тоже представляющих немалую ценность, состоят из 13 – 28 процентов белков, 2 – 17 – жира, 13 – 37 - углеводов, содержат все 10 незаменимых аминокислот, все витамины, микроэлементы, некоторые гормоны и ферменты[3].

Потребление поверхностной пленки, покрывающей осадки, в которой содержатся органические остатки растительного и животного происхождения, осуществляется детритофагами по-разному. Иногда это простое соскабливание верхнего слоя осадка: морские бокоплавы рода Corophium, например, высовывая из своей норки переднюю часть тела, антеннами очищают пространство вокруг входа. Различные десятиногие ракообразные, особенно раки-отшельники, скребут осадок ногочелюстями третьей пар, а затем, выбрав из него при помощи ногочелюстей второй пары подходящую пищу, отправляют ее в рот.

Морское животное может собирать всю пленку при помощи тока воды, или непосредственно ее всасывая.

Систему прокачивания воды используют, например, многощетинковые черви Arenicola (пескожилы). Эти черви живут в U – образной трубке, движениями тела животное создает в трубке направленный ток воды, который вызывает оползание поверхностного слоя илистого песка с покрывающей его пленкой; все это пескожил заглатывает целиком. Аналогичным способом питаются пектинарии (многощетинковые черви), живущие в просто склеенных из песчинок трубках, которые они перетаскивают с собой; однако в этом случае частицы грунта и детрита, опустившиеся к входному отверстию трубки, сортируются и захватываются щупальцами.

Морские обитатели, питающиеся поверхностной пленкой грунта приведены на рисунке 1[3].

Рис.1 Бентические беспозвоночные, питающиеся поверхностной пленкой грунта:

а – пескожил Arenicola, б - в – моллюски Tellina и Scrobicularia, г - змеехвостка Amphiura.

Процентное содержание илистых частиц в грунте увеличивается на рисунке слева направо.

Многие двустворчатые моллюски обитают, зарывшись в ил, и питаются, фильтруя морскую воду, однако некоторые виды прикрепляются к скалам или деревянному субстрату. Двустворчатые – животные фильтраторы. Они обволакивают частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воде, тонкой пленкой слизи. Затем частицы направляются к ротовым щупальцам, где пищевые частицы отфильтровываются.

Приспособленность моллюсков к добыванию пищи проявляется в чрезвычайной длине сифонов и в их разделении. Вводный сифон благодаря своей длине и подвижности ощупывает поверхность осадка вокруг того места, где закопался моллюск, а выводной сифон выбрасывает вверх воду, прошедшую через жаберную решетку.

Из брюхоногих моллюсков детритом, содержащимся в поверхностной пленке, питаются Turritella, Aporrhais и различные другие близкие их формы; эти животные, обитающие внутри грунта, собирают частицы, создавая направленный спереди назад ток воды.

Офиуры с полужесткими лучами тоже детритофаги. Они способны двигаться только в плоскости диска, кроме того, офиуры не передвигаются с помощью амбулакральных ножек, а плавают благодаря энергичным взмахам лучей. Офиуры не имеют ни внутренних органов, ни ануса. Двумя из пяти лучей животное прикрепляется к грунту или ко дну, а три остальные, поднятых перпендикулярно, задерживают живые и неживые частицы, несомые течениями в непосредственной близости от дна.

В некоторых случаях выбор добычи из поверхностной пленки оказывается чрезвычайно тонким. Морские ежи Echinocardium, обитающие глубоко в грунте, через выходной канал своей норки выдвигают наружу амбулаторные ножки передней части тела и при помощи их хватают мелких беспозвоночных.

Голотурии (морские огурцы) – продолговатые животные, их организм защищен эпидермисом, поддерживаемым микроскопическими известковыми пластиночками и амбулакральными ножками. Голотурии обитают на морском дне, некоторые из них питаются отмершими органическими остатками, которые они с помощью щупалец извлекают из морских осадков.

Питаясь, перемещаясь по поверхности грунта, детритофаги постоянно воздействуют на поверхностные слои осадков, изменяя их физические и геохимические свойства.

Масштабы этого воздействия огромны: большая часть дна океана, от границ глубоководной безжизненной зоны до прибрежных песчаных мелководий, занята поселениями «поедателей» детрита.

3. Редуценты

Редуценты - гетеротрофные организмы, восстановители, они возвращают вещества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлагая органику до простых неорганических соединений и элементов в ходе жизнедеятельности. Они выделяют пищеварительные ферменты на мертвые тела или отходы жизнедеятельности и поглощают продукты их переваривания.

Возвращая в водную среду биогенные элементы, редуценты завершают биохимический круговорот. Это делают в основном бактерии, большинство других микроорганизмов и грибы. Редуценты - заключительное звено в пищевой цепи в экологической пирамиде.

Бактерия - микроскопический, обычно одноклеточный организм, обладающий клеточной стенкой, но не имеющий оформленного ядра. В природе бактерии выполняют функции редуцентов. Микроорганизмы приведены на рисунке 2 [3].

Рис.2 Микроорганизмы.

Для беспозвоночных все бактерии являются не только энергетическим, но и олигодинамическим источником пищи, ибо синтезируют различные витамины группы В и провитамин D. При оценке роли бактерий в питании глубоководного бентоса необходимо учитывать то важное обстоятельство, что гетеротрофные бактерии имеют более высокую, чем другие степени пищевой пирамиды, эффективность использования энергии пищи, позволяющую им превращать в живую материю 30 – 40 % мертвых органических остатков, которые они минерализуют [3].

Гетеротрофные бактерии производят живое вещество, вещество это может быть использовано в качестве пищи животными, занимающими вторую ступень пищевой пирамиды, то есть микрофагами. Деятельность гетеротрофных микроорганизмов важна не только для обеспечения круговорота основных элементов (углерода, азота, фосфора, серы и т.д.) в океане: она дополняет синтез живой органической материи на глубинах.