Жизнь подо льдом или как зимуют подводные обитатели
С наступлением зимы в водных системах происходят значительные изменения, влияющие на поведение подводных обитателей.
В средней полосе России фенологическая (природная) зима наступает обычно с середины ноября. К этому времени заканчивается столь нелюбимый рыболовами период “межсезонья” с его перепадами атмосферного давления и температуры, чередованием заморозков и дождей, капризами многих видов рыб. Почитатели зимней рыбалки считают собственно зимой временной отрезок с момента образования устойчивого ледового покрова до распаления льда (с середины ноября по конец марта). Иногда ледовый покров на водоемах появляется на месяц-полтора позже начала календарной зимы (где-то в начале-середине января). Чаще это происходит в южных районах России. В некоторых регионах СНГ на реках и озерах вообще не устанавливается ледовый покров и разница между затянувшейся осенью и незаметно наступившей зимой практически незаметна.
ЛЕДОВЫЙ ПОКРОВ, ОСВЕЩЕННОСТЬ И ПОВЕДЕНИЕ РЫБ
Значение света в жизни животных трудно переоценить. Свет “господствует” над всеми другими экологическими факторами. Ни один фактор среды не претерпевает таких изменений, как освещенность: в течение суток ее интенсивность изменяется в десятки миллионов раз (от сотен люксов до десятитысячных долей люкса).
На протяжении осени и начала зимы происходит постепенное уменьшение светлого периода суток: в ноябре долгота светового дня в среднем не превышает 9 часов 10 минут. Установление ледового покрова, выпадение снега, преобладание пасмурных дней еще больше снижает освещенность водоемов. Долгие четыре месяца в подводном царстве властвует полутьма…
Интересно поведение рыб в начальный период зимы. Многие виды теплолюбивых рыб (сазан (карп), карась, линь, белый амур) еще в октябре-ноябре собираются в огромные стаи и отправляются на так называемые зимовальные ямы. В полу-оцепенении, практически не двигаясь, они проведут здесь около трех месяцев (до конца февраля). Сазаны стоят на глубине очень плотно, порой до 15-20 особей на 1 м3, рядом находятся жерехи, язи, лини. При больших морозах с ними соседствуют и лещи, но с переменой атмосферного давления и при ослаблении морозов стаи лещей покидают зимовальные ямы и “разбредаются” по водоему в поисках корма.
Опровергая общепринятую точку зрения о местоположении зимней “лежки” сомов, речные великаны занимают места около зимовальных ям – на выходах из глубин, границах ям и повышений дна. Такое размещение усатых хищников объясняется тем, что в самой яме уже спустя месяц после образования ледового покрова резко изменяется кислородный режим, что эта рыба в отличии от “толстокожего” сазана (карпа) тяжело переносит.
Окуни, щуки, судаки после осеннего ската на более глубокие места (уход от высокой прозрачности воды и значительной освещенности) с установлением ледового покрова возвращаются на места сентябрьских охот. Тем более, что плотва, карась серебристый, верховка и уклейка за редкими исключениями, практически не уходят с облюбованных еще летом мест обитания.
В мелких и малокормных водоемах карась серебристый зарывается под листья или “ныряет” в ил. Правда, только в северных районах нахождение его там продолжительно, в более южных местностях двигательная активность карася возобновляется уже при увеличении температуры воды на 3,5.С (февраль). Поэтому во время не слишком холодных зим в Украине, Казахстане и других регионах подледная ловля серебристого карася — обычное дело.
Появление ледового покрова вносит свои коррективы в поведение хищных рыб. Различают такое разделение хищников по отношению к свету: окунь считается сумеречно-дневным хищником, щука – сумеречным, судак – глубокосумеречным.
Осенью окуни и щуки питаются круглосуточно: днем охотятся за добычей из засады, в сумерках и на рассвете выходят на открытую воду и преследуют жертв. “Сумеречное” питание хищников происходит при освещенности от сотен до десятых долей люксов (вечером) и наоборот (утром).
Судак может пользоваться зрением в тех условиях, когда другие рыбы видеть не могут. Сетчатка глаза хищника содержит сильно отражающий свет пигмент — гуанин, который увеличивает ее чувствительность. Охота судака за мелкими стайными рыбами наиболее успешна при глубоко сумеречной освещенности – 0,001 и 0,0001 лк (практически полная темнота).
В сумерках и в предутренние часы у окуня и щуки функционирует дневное зрение с максимальной остротой и дальностью видения, а плотные оборонительные стаи рыб-жертв начинают распадаться, обеспечивая удачную охоту хищникам. С наступлением темноты отдельные рыбешки рассредоточиваются по акватории, верховка и уклейка при падении освещенности ниже 0,01 лк опускаются на дно и замирают. Охота хищных рыб на это время прекращается.
В начале зимы ситуация подо льдом меняется. Полутьма “на руку” именно сумеречным хищникам, которые в первые дни установления ледового покрова устраивают деморализованным жертвам “Варфоломеевскую ночь”. Хищным рыбам уже не надо распределять время своей охоты на раннее утро и вечерние часы. Так начинается и продолжается (обычно не очень долго) знаменитый жором хищника “перволедок”.
Кстати, зимой резко снижается реакция рыб-жертв на угрозу, верховки и уклейки намного слабее реагируют на “запах страха”, выделяемый товарками при схватывании их хищником.
При поиске хищника на обширных водоемах совсем необязательно искать его на ямах и в коряжниках. Намного чаще его можно обнаружить близ участков льда, свободных от снега: слабый, рассеянный свет, проникающий на глубину, на протяжении всей зимы привлекает столь любимых судаком уклейку и верховку.
Очищенные от снега участки льда привлекают также и молодь окуней, которая собирается у тускло освещенного места “твердой поверхности” водоема через 15-20 минут. Подводные исследования показали, что влечение к слабому свету испытывают и взрослые окуни, которые подходят чуть позже молоди. Причем, в отличие от “недорослей”, горбачи избегают освещенного участка и барражируют вокруг него в темноте.
ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ И ПОВЕДЕНИЕ РЫБ
Температура водной среды – самый значительный природный фактор, который прямо воздействует на уровень обмена веществ пойкилотермных (несколько неудачный термин-синоним – “холоднокровных”) животных, к которым относятся и рыбы.
Всех рыб по диапазону температур, при котором возможна их нормальная жизнедеятельность, разделяют на теплолюбивых (плотва, сазан (карп), карась, линь, растительноядные виды (толстолобики, белый амур), осетровые и прочие) и холодолюбивых (ручьевая форель, сиги, лосось, налим и др.).
Обмен веществ у первых представителей наиболее эффективен при высокой температуре. Они наиболее интенсивно питаются и активны при температуре +17-28С, при понижении температуры воды до +17С их пищевая активность ослабевает (а зимой у многих видов вообще прекращается). Предзимье и всю зиму они проводят в малоподвижном состоянии в глубоких местах водоема.
Для холодолюбивых рыб оптимальные температуры +8-16С. Зимой они активно питаются, а их нерест происходит в осенне-зимний период.
Известно, что к похолоданию и снижению температуры воды рыба “привыкает”, перестраивая свой метаболизм только за 17-20 суток. При снижении температуры воды с +12 С до +4 С у хариуса, например, величины энергозатрат уменьшаются на 20%.
С понижением температуры воды увеличивается растворимость кислорода, поэтому зимой насыщенность воды кислородом достаточно высока.
При длительном понижении температуры воды рыбы должны располагать не только достаточным запасом жира как энергетического материала, но и в течение этого периода сохранить нормальный обмен веществ.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Источник
Что скрывается под тысячами метров льда в Антарктиде?
Антарктические подледные озера простираются в кромешной тьме и в полной изоляции от окружающего мира, и потому могут таить в себе уникальные экосистемы. Ученые не исключают, что подо льдом может быть жизнь. Почему озера не замерзают и как они помогут нам в освоении космоса, рассказывает Forskning.
Сотни озер, возможно, были герметично закрыты от солнечного света очень и очень долгое время
Хотя Антарктический континент покрыт льдом толщиной в несколько километров, он скрывает ландшафт с сотней больших и маленьких озер с незамерзающей водой.
Самое известное среди них — Восток, крупнейшее озеро, которое ученые обнаружили под слоем льда на глубине более 4 тысяч метров. Его длина — 250 километров, а глубина — 900 метров.
Некоторые из этих озер простираются в кромешной тьме и в полной изоляции от окружающего мира, и потому могут таить в себе экосистемы, очень долгое время никак не контактировавшие с известными нам. Согласно новому исследованию, опубликованному в издании Science Advances, между льдом и скальной породой в Антарктиде скрываются около 250 озер.
Эти озера очень интересны ученым, которые исследуют возможности существования жизни в других местах нашей Солнечной системы. Например, подо льдом на замороженном спутнике Юпитера Европе вполне могут быть жидкие моря, и НАСА недавно решило послать туда зонд в 2024 году.
Два исследователя из Кембриджского университета теоретически оценили, насколько вероятно, что эти озера с их экстремальными условиями могут породить и поддерживать жизнь.
Жизнь подо льдом?
Несколько озер уже исследовали на предмет наличия микроорганизмов, и, хотя точных выводов пока нет, похоже, что кое-где там может быть микроскопическая жизнь — например, бактерии.
По информации Nature, бактерии были обнаружены в озере Мерсер, расположенном на глубине 1000 метров подо льдом. Но это озеро менее изолировано, чем, вероятно, другие подледные озера.
В то же время вполне возможно, что в озере Восток есть пока не обнаруженные бактерии. Но, согласно исследованию, проведенному в 2016 году, очень трудно добыть оттуда совершенно чистые пробы воды, не загрязнив их микроорганизмами по дороге.
Как сообщалось на интернет-ресурсе Livescience, в 2017 году в озере Восток обнаружили микроорганизмы нескольких типов.
Могут ли в этих озерах существовать более сложные формы жизни, пока не ясно.
Но откуда там вообще берется жидкая вода?
Давление и тепло
Сверху на эти озера всем весом давит лед. Между тем у льда есть свойство таять под давлением — это явление называется режеляцией.
Таким образом, крайний слой льда тает, но давление при этом остается настолько сильным, что вода в подледных озерах не замерзает обратно, хотя ее температура и опускается сильно ниже нуля.
Кроме того, озера находятся в глубине земной коры, и их нагревают недра планеты. Например, озеро Восток расположено на 500 метров ниже уровня моря.
Этот нагрев снизу создает течения, которые могут разносить по озеру питательные вещества. Согласно новому исследованию в Science Advances, питательные вещества поступают в том числе и из тающего сверху льда.
Течения вполне могут создать достаточную для распространения питательных веществ и кислорода циркуляцию. Вероятно, ее хватает, чтобы поддерживать жизнь в микроорганизмах.
Новые исследования дают подсказки, где в этих озерах лучше искать потенциальную жизнь. У озер, расположенных под толщей льда менее 3,1 тысяч метров, будет довольно застойный верхний непосредственно соприкасающийся со льдом слой воды. Он мало смешивается с остальной водой. Поэтому ученые рекомендуют брать пробы из слоя минимум на метр ниже.
Все равно остается много вопросов о том, что происходит в этих подледных озерах. В будущем, возможно, ученые пробурят скважины к одному из них — озеру CECs, названному в честь Научно-исследовательского центра в Чили (Centro de Estudios Cientificos i Chile), чьи сотрудники его обнаружили.
Источник
Жизнь подо льдом
В средней полосе России фенологическая (природная) зима наступает обычно с середины ноября. К этому времени заканчивается столь нелюбимый рыболовами период “межсезонья” с его перепадами атмосферного давления и температуры, чередованием заморозков и дождей, капризами многих видов рыб.
Почитатели зимней рыбалки считают собственно зимой временной отрезок с момента образования устойчивого ледового покрова до распаления льда (с середины ноября по конец марта). Иногда ледовый покров на водоемах появляется на месяц-полтора позже начала календарной зимы (где-то в началесередине января). Чаще это происходит в южных районах России. В некоторых регионах СНГ на реках и озерах вообще не устанавливается ледовый покров и разница между затянувшейся осенью и незаметно наступившей зимой практически незаметна. С наступлением зимы в водных системах происходят значительные изменения, влияющие на поведение подводных обитателей.
ЛЕДОВЫЙ ПОКРОВ, ОСВЕЩЕННОСТЬ И ПОВЕДЕНИЕ РЫБ
Значение света в жизни животных трудно переоценить. Свет “господствует” над всеми другими экологическими факторами. Ни один фактор среды не претерпевает таких изменений, как освещенность: в течение суток ее интенсивность изменяется в десятки миллионов раз (от сотен люксов до десятитысячных долей люкса).
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Источник
Есть ли свет подо льдом
Вестник Института биологии
№ 14, декабрь 1998 г.
ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ. ПОДО ЛЬДОМ?
Как зимуют водоросли? Ученые давно ставили перед собой этот вопрос, но до сих пор на него нет исчерпывающего ответа. И хотя большое число работ посвящено сезонной динамике развития водорослей, многие из них не включают зимние наблюдения из-за больших трудностей, связанных со взятием проб (очень уж холодно!). Считается, что в настоящее время сезонные изменения фитопланктона, особенно в озерах умеренных широт, это один из наиболее изученных аспектов экологии водорослей. Установлено, что зимой, в условиях низких температур и дефицита света, биомасса и продуктивность фитопланктона снижаются, в большинстве высокоширотных озер максимальный рост водорослей наблюдается непосредственно после таяния льда. Известно также, что некоторые пресноводные планктонные озерные виды на зимний период погружаются на дно, где находятся в состоянии покоя или пониженной жизненности. В качестве покоящихся стадий у морских диатомовых водорослей описаны споры с двумя створками, а также образования, подобные цистам с толстыми оболочками, возникающие внутри клеток. Возможно, они являются покоящимися клетками видов, внутри панцирей которых они найдены; прорастание их неизвестно.
Одной из задач моих ранних научных исследований было выяснение того, как изменяется состав и обилие диатомовых водорослей в фитопланктоне таежных озер по сезонам. Наблюдения проводились на озерах Озельской системы стариц вблизи с.Озел (Корткеросский район) в феврале-октябре 1972-73 гг. Оказалось, что биологическая зима в исследованных озерах наступает с установлением обратной термической стратификации в пределах температур воды 0.3-1.8°С и совпадает с подледным периодом (ноябрь-апрель). В это время диатомеи в планктоне не развивались, несмотря на высокое содержание биогенных элементов и особенно необходимых для них кремния (4мг/дм3), железа (6 мг/дм3) и фосфора (0.06 мг/дм3). Лишь иногда в толще воды обнаруживались единичные колонии Aulacosira italica. В то же время на поверхности ила было выявлено значительное количество диатомовых водорослей. Большая часть их колоний оказалась пустой, однако наряду с ними встречались клетки со сжавшимся зеленым протопластом шаровидной формы или с протопластами, разделившимися на две-восемь частей. Так выглядели клетки диатомовых водорослей в стадии покоя. Створки в таких колониях внешне ничем не отличались от других. Покоящиеся клетки встречались у Aulacosira distans, A.granulata, A.italica, Tabellaria fenestrata, Fragilaria sp., Diploneis sp., Eunotia sp. Кроме них, были найдены живые, подвижные диатомея Pinnularia sp., а также синезеленые — Oscillatoria sp. и эвгленовые — Euglena sp.
Развитие водорослей в планктоне лимитировалось недостатком света и кислорода. В течение всего зимнего периода — вплоть до апреля, озеро было покрыто толстым слоем льда и снега (60-80 см и 40-50 см), а содержание кислорода в воде не превышало 2 мг/дм3. Зимнее «цветение» водорослей не наблюдалось и в пойменных озерах рек Якутии. Водоросли находились в состоянии аноксибиоза, при этом все диатомовые перезимовывали в виде вегетативных клеток. Максимальное количество зимующих водорослей было сосредоточено на больших глубинах, наименьшее — на мелководьях. В то же время известно, что низкие температуры воды не ограничивают развитие планктонных видов. Подтверждением этого являются примеры обилия водорослей в зимнем планктоне при достаточной освещенности. В озерах Южной Карелии непосредственно подо льдом развивались Aulacosira italica и Stephanodiscus astraea. На Онежском озере в разгар зимы работы не проводились, но по данным марта-апреля, когда режим «гидрологической зимы» еще сохраняется, фитопланктон также предельно беден флористически. Диатомовые из родов Aulacosira, Tabellaria, Asterionella были единичны, но, как показал люминесцентный анализ, живые. На дне глубоких станций, в слое наилка, живые диатомеи были найдены в массе. О покоящихся стадиях сведений нет. Отмечено, что при сходе снежного покрова и проникновении света под лед наблюдается всплытие колоний диатомовых и начало их активной вегетации. Максимальное развитие фитопланктона, в том числе диатомовых водорослей, наблюдалось подо льдом и на озерах Большеземельской тундры. Однако оно было выявлено в июне, уже перед вскрытием озер, т.е. в конце «зимнего» периода.
Интересное явление «цветения» диатомей в полусантиметровом слое нижней поверхности льда установлено для северных морей. Водоросли в толще льда образуют криоинтерстициальные сообщества, которым свойственна даже вертикальная зональность. Однако в числе массовых приводятся широко распространенные виды пресных вод. Пережидая зиму, морские водоросли планктона образуют целые залежи в грунте сублиторали.
Исследование сезонной периодичности водорослей остается по-прежнему актуальной задачей, учитывая слабую изученность покоящихся стадий и выхода водорослей из покоя, а также особенности их динамики в разнотипных водоемах.
поиск по серверу
3334 посещений с 14.09.1999
Последнее изменение 05.09.1999
Источник
