IV. Экологические основы жизнедеятельности

В биосферном аспекте питание – один из основных процессов, благодаря которому осуществляется круговорот веществ в природе. В более узком плане питание выступает как процесс включения того или иного органического вещества вкакие-либо конкретные организмы, желательные или нежелательные для человека. Управление этим процессом в целях усиления воспроизводства нужного биологического сырья, формирования высокого качества воды и охраны чистоты водоемов в условиях их комплексного использования – одна из актуальнейших проблем.

Пищевые адаптации водных организмов с одной стороны направлены на добывание корма нужного количества, т.е. обуславливают выборность или элективность питания; а с другой стороны обеспечивают определенный уровень интенсивности питания, т.е. добывание корма в нужных количествах и достаточно высокую степень его переваривания.

Покровы гидробиоитов полупроницаемы. Находясь в воде они должны противостоять физико-химическим силам выравнивания осмотических и солевых градиентов, а временно оказываясь в воздушной среде избежать потери влаги. Для противостояния силам выравнивания водные организмы вырабатывают ряд адаптаций, направленных, с одной стороны, на активное поддержание нужных градиентов, а с другой- уменьшение до минимума физико-химических эффектов, в частности за счет снижения проницаемости покровов. Последний путь, энергетически более экономный, используется в ограниченных пределах, поскольку растущая изоляция от среды осложняет процессы обмена веществ с нею.

Процессы регуляции водно-солевого обмена обеспечиваются работой выделительной системы, рядом морфологических и поведенческих адаптаций. Приспособление к снижению влагоотдачи и некоторые другие предохраняют гидробиоитов от гибели вне воды, например в приливно-отливной зоне, в пересыхающих водоемах, при периодических выходах на сушу. Ряд адаптаций обеспечивает защиту водных организмов от осмотического обезвоживания и обводнения, создающих угрозу механического повреждения клеток. В соответствии с этим решается задача регулирования и концентрации соотношения отдельных ионов в клетках тела. Совершенством адаптаций, обеспечивающих стабилизацию водного и солевого обмена, определяется их способность существовать в водах различной солености и выживать в осматически неустойчивой среде.

Помимо расширительного понимания дыхания как всякого высвобождающего энергию биологического окисления, есть и более узкое, распространяющееся только на процессы, связанные с поглощением кислорода. Аэробное дыхание в воде сложнее, чем на суше. У наземных животных влага на дыхательных поверхностях нормальное и несколько меньшее количество растворееного кислорода. Если вода, омывающая дыхательные структуры гидробиоитов, насыщена кислородом, то условия их дыхания не хуже, а даже лучше, чем у наземных форм. Однако, гораздо чаще содержание кислорода в воде немного ниже нормального и в таких случаях распираторная обстановка для гидробиоитов крайне неблагоприятна. При этом следует учесть, что концентрация кислорода снижается в результате жизнедеятельности самих гидробиоитов, и не всегда достаточно быстро восстанавливается за счет тех или иных внутриводоемных процессов. Сложность распираторных условий в воде обусловила выработку у гидробиоитов ряда морфологических, физиологических и биохимических реакций организма, обеспечивающих нужный уровень интенсивности дыхания в более или менее широком интервале концентраций растворенного кислорода. Регулируя интенсивность газообмена, гидробиоиты маневренно оптимизируют свою энергетику, экономичность процессов реализации программы роста и развития. В условиях крайнего дефицита кислорода гидробиоиты предельно снижают свою активность и некоторое время выживают благодаря использования минимума энергии. Небольшое число гидробиоитов постоянно существуют в отсутствие растворенного кислорода, извлекая его из химических соединений и добывая энергию другими способами.

Росту организмов сопутствует их развитие – поступательное изменение всей организации тела, направленное на достижение оптимального репродуктивного состояния, обеспечение необходимой эффективности размножения. В ходе онтогенеза, перестраиваясь структурно и функционально, организмы достигают репродуктивной зрелости. Чем больше образуется потомков и выше их выживаемость, тем успешнее реализуется жизненная стратегия вида -максимизация в биосфере, свойственной ему формы трансформации веществ и энергии, универсализация своего образа жизни, предельное усиление своей биогеохимической функции на Земле. Поскольку такая тенденция свойственна всем видам, это усиливает их конкуренцию на материальные и энергетические ресурсы биосферы, расширяет ресурсную базу жизни, интенсифицирует в эволюционном аспекте биологический круговорот веществ и поток энергии в биосфере.