Слово «планктон» произошло от греческого planktos, что означает «странствующий». Это не случайно – планктон действительно не может противостоять действию течения, в отличие от своего ближайшего «коллеги» — нектона. Однако не стоит говорить о планктоне, как о статической массе микроскопических организмов. Хотя планктон в массе своей и состоит из крошечных ракообразных, диатомных, личинок рыб и растений, в нем встречаются и довольно крупные представители, такие как мелкие медузы. Некоторые жизненные формы могут в течение суток перемещаться вертикально на сотни метров. Это явление называется «суточная вертикальная миграция».
Планктон разделяют на несколько групп:
- Фитопланктон. Слово произошло от греческого phyton, что переводится как «растение». В его состав входят мелкие водоросли, плавающие у самой поверхности воды, где много солнечного света, необходимого для фотосинтеза.
- Зоопланктон. От zoo – животное. Состоит из простейших и многоклеточных животных, таких как ракообразных. Зоопланктон питается фитопланктоном.
- Бактериопланктон. Состоит из бактерий и архей, которые участвуют в процессе реминерализации, т.е. превращении органических форм в неорганические.
Таким образом, данная классификация делит весь планктон на три большие группы: производителей (фитопланктон), потребителей (зоопланктон) и утилизаторов (бактериопланктон).
Основу планктона составляют мелкие ракообразные, личинки, бактерии и простейшие растения
Существует и другая классификация, которая делит планктон по размеру животных форм, начиная с вирусов (наннопланктон) и заканчивая мегапланктоном, состоящим из крупных (более 2 см.) медуз, головоногих, гребневиков и т.д. Наиболее распространен на нашей планете наннопланктон, состоящий из животных меньше 2 мкм. Открытие существования этого вида планктона произошло совсем недавно, в 1980-х годах.
Распространен планктон по всему мировому океану. Главным условием его образования является достаточное количество солнечного света и наличия в воде органических питательных веществ – нитратов и фосфатов. Причем часто определяющим фактором является именно второй. Так, в тропических и субтропических водах света довольно много в течение всего года, однако малое количество органических соединений обуславливает низкое содержание планктона в воде.
Значение планктона в мировом океане трудно переоценить. Он играет роль кормушки большинства рыб в молодом возрасте. Течения собирают планктон в так называемые поля нагула, на которых пасутся китообразные, а так же китовые акулы. Некоторые киты даже совершают сезонные миграции, следуя за полями планктона.
Мелкие растения на поверхности воды участвуют в фотосинтезе, и являются важным элементом всей системы круговорота кислорода на планете. Объем фитопланктона в мировом океане громаден, так что не стоит списывать его со счетов, предполагая, что кислород выделяют только наземные растения. Планктон же является и крупнейшим источником углерода на Земле. Дело в том, что используя его в качестве пищи, животные переводят планктон в биологическую массу, которая затем оседает на морском дне, т.к. тяжелее воды. Этот процесс известен в научных кругах как «биологический насос».
Важность изучения планктона подчеркивает тот факт, что наука даже выделила отдельный раздел в биологии, который занимается его изучением – планктонология.
Источник: www.inokean.ru
Фитопланктон объединяет виды живущих в воде крошечных микроорганизмов, которые могут осуществлять процесс фотосинтеза. Фитопланктон является важнейшим звеном питания морских организмов. В теплое время года, когда в воде находится избыточное количество питательных веществ, начинается бурное размножение фитопланктона, называемое «цветением воды».
Цветение воды можно наблюдать во многих регионах планеты, в том числе и на огромных площадях океанов, съемки которых были показаны в предыдущей статье. Но сейчас в распоряжении специалистов оказались фотографии места, гораздо более близкого к нам — Черного моря.
Реки Днепр и Дунай к концу лета принесли в море достаточно питательных элементов, чтобы запустить процесс бурного развития фитопланктона. Стоящий на берегу человек вряд ли заметит, что цвет воды приобрел несколько иной оттенок, чем пару дней назад, но зато эти различия будут хорошо видны со спутниковых снимков.
Зеленые и бирюзовые вихри — это мириады микроорганизмов, располагающихся в верхних слоях воды. Цветение воды может быть опасным явлением для небольших водоемов: резко возросшее количество микроорганизмов уменьшает растворенный в воде кислород, которого начинает не хватать для других животных. В результате рыбы и другие обитатели умирают, а в водоемах создаются целые «зоны замора» — своеобразные бескислородные ловушки. Впрочем, на морских и океанических масштабах сезонное цветение воды обычно не представляет собой никаких опасностей, и мы можем спокойно любоваться удивительными спиралями и вихрями на поверхности моря.
Фотографии: NASA
comments powered by HyperComments
Источник: mydiscoveries.ru
Растения наших водоемов: фитопланктон
Фитопланктоном называют микроскопические водоросли, свободно «парящие» в толще воды. Для жизни в таком состоянии в процессе эволюции у них выработался ряд приспособлений, которые способствуют уменьшению относительной плотности клеток (накопление включений, образование газовых пузырьков) и увеличению их трения (отростки различной формы, выросты).
Пресноводный фитопланктон представлен в основном зелеными, сине-зелеными, диатомовыми, пирофитовыми, золотистыми и эвгленовыми водорослями.
Развитие фитопланктонных сообществ происходит с определенной периодичностью и зависит от различных факторов. Например, прирост биомассы микроводорослей до определенного момента происходит пропорционально количеству поглощаемого света. Зеленые и сине-зеленые водоросли наиболее интенсивно размножаются при круглосуточном освещении, диатомовые — при более коротком фотопериоде. Начало вегетации фитопланктона в марте—апреле в немалой степени связано с повышением температуры воды. Диатомовым свойственен низкий температурный оптимум, для зеленых и сине-зеленых — более высокий. Поэтому весной и осенью при температуре воды от 4 до 15 градусов в водоемах доминируют диатомовые водоросли. Увеличение мутности воды, вызываемое минеральными взвесями, снижает интенсивность развития фитопланктона, особенно сине-зеленых. Менее чувствительны к повышению мутности воды диатомовые и протококковые водоросли. В воде, богатой нитратами, фосфатами и силикатами, развиваются преимущественно диатомовые, в то же время зеленые и сине-зеленые менее требовательны к содержанию этих биогенных элементов.
На видовой состав и численность фитопланктона оказывают влияние и продукты жизнедеятельности самих водорослей, поэтому между некоторыми из них существуют, как отмечается в научной литературе, антагонистические взаимоотношения.
Из всего многообразия видов пресноводного фитопланктона диатомовые, зеленые и сине-зеленые водоросли — наиболее многочисленны и особенно ценны в кормовом отношении.
Клетки диатомовых водорослей снабжены двустворчатой оболочкой из кремнезема. Их скопления отличаются характерной, желтовато бурой окраской. Эти микрофиты играют важную роль в питании зоопланктона, но из-за низкого содержания органического вещества их пищевая ценность не столь значительна как, например, у протококковых водорослей.
Отличительный признак зеленых водорослей — типичная зеленая окраска. Их клетки, содержащие ядро и хроматофор, различны по форме, часто снабжены шипами и щетинками. Некоторые имеют красный глазок (стигма). Из представителей этого отдела протококковые водоросли являются объектами массового культивирования (хлорелла, сценедесмус, анкистродесмус).
клетки отличаются микроскопическими размерами и легко доступны фильтрующим гидробионтам. Калорийность сухого вещества этих водорослей приближается к 7 ккал/г. В них много жира, углеводов, витаминов.
Клетки сине-зеленых водорослей не имеют хроматофоров и ядер и равномерно окрашены в сине-зеленый цвет. Иногда их окраска может приобретать фиолетовый, розовый и другие оттенки. Калорийность сухого вещества достигает 5,4 ккал/г. Белок полноценен по аминокислотному составу, однако из-за слабой растворимости он малодоступен для рыб.
В создании естественной кормовой базы водоемов фитопланктону принадлежит ключевая роль. Микрофиты как первичные продуценты, усваивая неорганические соединения, синтезируют органические вещества, которые утилизируются зоопланктоном (первичный консумент) и рыбами (вторичный консумент). От соотношения крупных и мелких форм в фитопланктоне в значительной мере зависит и структура зоопланктона.
Один из факторов, лимитирующих развитие микрофитов,— содержание в воде растворимого азота (преимущественно аммонийного) и фосфора. Для прудов оптимальной нормой считают 2 мг N/л и 0,5 мг Р/л. Увеличению биомассы фитопланктона способствует дробное внесение за сезон 1 ц/га азотно-фосфорных, а также органических удобрений.
Продукционные возможности водорослей достаточно велики. Применяя соответствующую технологию, с 1 га водной поверхности можно получать до 100 т сухого вещества хлореллы.
Промышленное культивирование водорослей слагается из ряда последовательных этапов с использованием различного рода реакторов (культиваторов) на жидких средах.
едняя урожайность водорослей, по данным ВНИИПРХа, колеблятся от 2 до 18,5 г сухого вещества на 1 м: в сутки.
Мерой продуктивности фитопланктона служит скорость образования органического вещества в процессе фотосинтеза. Врдоросли — основной источник первичной продукции. Первичная продукция — количество органического вещества, синтезируемого эвтрофными организмами за единицу времени,— обычно выражается в ккал/ м в сутки.
Фитоплактон наиболее точно определяет трофический уровень водоема. К примеру, для олиготрофных и мезотрофных вод характерно низкое отношение численности фитопланктона к его биомассе, а для гипертрофных — высокое. Биомасса фитопланктона в гипертрофных водоемах составляет более 400 мг/л, в эвтрофных — 40,1—400 мг/л, в дистрофных — 0,5—1 мг/л.
Антропогенная эвтрофикация — возросшее насыщение водоема биогенами — одна из злободневных проблем. Определить степень активности биологических процессов в водоеме, как и степень его интоксикации, можно с помощью фитопланктонных организмов — индикаторов сапробности. Различают водоемы поли-, мезо- и олигосапробные. По классической системе организмов-индикаторов, созданной Кольквитцем и Марссоном, к полисапробионтам можно, например, отнести Euglena viridis, к альфа-мезосапробионтам — Chlorella vulgaris, к олигосапробионтам — Sy-nura uvella. Поскольку методы гидробиологического контроля качества воды постоянно совершенствуются, список организмов-индикаторов сапробности расширяется и уточняется.
Повышение эвтрофикации, или чрезмерное накопление в водоеме органического вещества, тесно связано с усилением процессов фотосинтеза в фитопланктоне. Массовое развитие водорослей приводит к ухудшению качества воды, ее «цветению».
Цветение — не стихийное явление, оно подготавливается в течение довольно продолжительного времени, иногда двух и более вегетационных периодов. Предпосылки резкого возрастания численности фитопланктона — наличие водорослей в водоеме и их способность к размножению при благоприятных условиях. Развитие диатомовых, например, в значительной мере зависит от содержания в воде железа, лимитирующим фактором для зеленых водорослей служит азот, сине-зеленых — марганец. Цветение воды считается слабым, если биомасса фитопланктона находится в пределах 0,5—0,9 мг/л, умеренным — 1—9,9 мг/л, интенсивным — 10— 99,9 мг/л, а при гиперцветении она превышает 100 мг/л.
Методы борьбы с этим явлением пока еще не настолько совершенны, чтобы можно было считать проблему окончательно решенной. Из гидрологических мер наиболее часто употребляемые и безопасные — увеличение проточности и искусственная аэрация водоема.
В качестве альгицидов (химических средств борьбы с цветением) применяют производные карбамида — диурон и монурон — в дозах 0,1—2 мг/л. Для временной очистки отдельных участков водоемов вносят сернокислый алюминий.
нако прибегать к ядохимикатам следует с осторожностью, так как они потенциально опасны не только для гидробионтов, но и для человека.
В последние годы в этих целях широко используют растительноядных рыб. Так, белый толстолобик потребляет различные виды протококковых, эвгленовых, диатомовых водорослей. Сине-зеленые, продуцирующие при массовом развитии токсические метаболиты, усваиваются им хуже, однако в рационе взрослых особей этой рыбы они могут составлять значительную долю. Фитопланктон охотно поедают также тиляпия, серебряный карась, пестрый толстолобик, а при недостатке основной пищи — сиговые, большеротый буффало, веслонос.
В определенной мере ограничивать интенсивность цветения воды могут и макрофиты. Помимо выделения в воду вредных для фитопланктона веществ, они затеняют поверхность близлежащих участков, препятствуя фотосинтезу.
При расчете кормовой базы водоема и продукции фитопланктона приходится определять видовой состав, численность клеток и биомассу водорослей по содержанию в определенном объеме воды (0,5 или 1 л).
Методика обработки пробы включает в себя несколько этапов (фиксация, концентрирование, приведение к заданному объему). Существует много различных фиксаторов, однако чаще всего употребляется формалин (2—4 мл 40 %-ного раствора формалина на 100 мл воды). Клетки водорослей отстаивают в течение двух недель (если объем пробы меньше 1 л, соответственно укорачивается и период осаждения). Затем верхний слой отстоявшейся воды осторожно удаляют, оставляя для дальнейшей работы 30—80 мл.
Клетки фитопланктона подсчитывают небольшими по объему порциями (0,05 или 0,1 мл), затем по полученным результатам определяют их содержание в 1 л. Если численность клеток того или иного вида водорослей превышает 40 % от их общего количества, то данный вид считается доминирующим.
Определение биомассы фитопланктона — трудоемкий и длительный процесс. На практике для облегчения расчета условно принято считать, что масса 1 млн. клеток пресноводного фитопланктона приблизительно равна 1 мг. Есть и другие экспресс-методы. Учитывая большую роль фитопланктона в экосистеме водоемов, в формировании их рыбопродуктивности, необходимо, чтобы этими методами владели все рыбоводы — от ученых до практиков.
С. Юдин
Источник: www.ya-fermer.ru
Вы знали о таком?
Фитопланктон — это класс организмов, встречающийся в больших водоемах и включающий в себя широкий ряд различных подвидов. Это чрезвычайно разнообразная группа, и многообразие этих организмов бросает вызов эволюции и естественному отбору. Согласно общим принципам нехватка ресурсов делает невозможным выживание в экосистеме такого большого количества разных организмов без уничтожения друг друга.
Но так или иначе они существуют. Вот такая загадка.
Чуть подробнее про фитопланктон …
Микроскопический фитопланктон живет по всему морю, в его освещенной, фотической зоне — до 100 метров в глубину. Кроме того, микроскопические водоросли могут очень быстро расти и размножаться — некоторые виды способны удваивать свою биомассу за день! Поэтому, они — главная морская растительность, основа жизни в море: улавливая солнечный свет, они превращают воду, углекислый газ, и соли морской воды — в свое живое вещество — растут.
На языке экологии это процесс называется первичной продукцией. Зоопланктон поедает фитопланктон — и тоже растет и размножается, это уже вторичная продукция. А затем наступает черед редукции — разложения: все, рождается и живет — умирает, и останки всех планктеров, и вообще всего живого в море — достаются бактериям, населяющим водную толщу.Бактериопланктон разлагает эти останки, возвращая вещество в неорганическое состояние. Это — круговорот веществ в море.
К фитопланктону относятся не только водоросли, но и планктонные фотосинтезирующие бактерии. Это цианобактерии (раньше их еще называли сине-зелеными водорослями, но это настоящие бактерии — прокариоты — в их клетках нет ядер). В Черном море они встречаются, в основном, в прибрежных водах, особенно, в опресненных районах — рядом с устьями рек, много их опресненном и переудобренном Азовском море; многие цианобактерии выделяют токсины.
Все планктонные растения — одноклеточные, вокруг них плавает столько быстрых и ловких хищников — как же им удается уцелеть? Ответ на этот вопрос таков: уцелеть не удается, но продлить существование получается.
Во-первых, большинство растений планктона — подвижны: у них есть жгутики, у кого один, у кого — пара, а у зеленых празинофитов Prasinophyceae — целых четыре (или даже восемь!), и носятся они по своему маленькому миру — не менее шустро, чем простейшие животные.
Во-вторых, очень многие планктонные водоросли имеют внешний скелет — панцирь. Он защитит от мелких инфузорий, но будет бесполезен против челюстей крупных личинок раков. Церациум, например, такой большой — до 400 микрон, его панцирь такой крепкий, что почти никто из зоопланктеров с ним не справится, но планктоядные рыбы съедят и его.
Морской фитопланктон — первичная форма жизни на Земле. Он является основой водной пищевой цепи и присутствует в рационе всех обитателей моря: от зоопланктона до китов. Фитопланктон является идеальной пищей для живых организмов и обладает колоссальной питательной ценностью. В нем содержатся все питательные вещества и микроэлементы, необходимые клеткам организма для нормального протекания обменных процессов. Хорошим доказательством уникальных свойств морского фитопланктона могут служить синие киты. Эти морские гиганты, обладающие огромной силой и выносливостью, живут более ста лет и до последнего дня сохраняют способность размножаться. Рацион китов полностью состоит из планктона, который они поглощают в огромном количестве: от 3 до 8 тонн в день.
Учеными доказано, что морской фитопланктон насыщен витаминами, аминокислотами, антиоксидантами и может использоваться в пищу как богатейший источник минералов, таких как селен, цинк, магний, хром, стронций и др. Он может заменить многие лекарственные препараты и предотвратить множество заболеваний: от диабета до болезни Альцгеймера. Важным преимуществом перед другими биологически активными добавками является микроскопический размер полезных веществ и органическая форма, благодаря чему организм усваивает их быстро и легко.
Однако, при всех неоспоримых достоинствах морского фитопланктона существует одно «но» — он заключен в плотную защитную оболочку, как ядрышко ореха заключено в скорлупу. В процессе эволюции человеческий организм утратил способность расщеплять эту оболочку, поэтому морской фитопланктон не усваивается человеком.
Чтобы человек мог усваивать полезные вещества, содержащиеся в морском фитопланктоне, необходимо было решить непростую задачу: каким-то образом разрушить защитную оболочку, сохранив при этом питательную ценность микроэлементов. С этой задачей блестяще справился Том Харпер, владелец морской фермы по выращиванию моллюсков из Канады. В 2005 году он изобрел новую технологию, позволяющую раскрывать оболочку фитопланктона без использования тепловой обработки, замораживания или применения химикатов. Этот технологический процесс, названный Alpha 3 CMP, был запатентован, но история на этом не закончилась.
Какое-то время спустя основатель компании Forever Green Рон Уильямс вышел на Тома Харпера с предложением о сотрудничестве. Был подписан контракт, согласно которому компания ForeverGreen получила эксклюзивное право на использование в своих продуктах морского фитопланктона, обработанного по технологии Alpha 3 CMP. Таким образом, она является единственной в мире компанией, которая производит продукты, содержащие 100% натуральный и усвояемый человеком морской фитопланктон.
Мальдивы прекрасны сами по себе. Жаркое солнце, ласковое море и бескрайняя береговая линия. Но есть еще одна достопримечательность Мальдив — биолюминесцентный фитопланктон. Уникальные водоросли известны также под названием «красный прилив». Местные жители утверждают, что купание в подобных водах вызывает небольшой дискомфорт, поэтому такая береговая линия чаще всего является безлюдной. С наступлением темноты биолюминесцентный фитопланктон начинает светиться, освещая побережье фантастическим голубым светом. Тайваньский фотограф Will Ho запечатлел это явление.
Светящиеся одноклеточные динофлагелляты запускают свою иллюминацию от движения в толще воды: электрический импульс, возникающий в результате механического стимула, открывает ионные каналы, работа которых и активирует «светящийся» фермент.
Учёным удалось окончательно раскрыть загадку свечения динофлагеллят — морских простейших, составляющих значительную часть пелагического планктона. Некоторые группы этих одноклеточных, такие как ночесветки, обладают способностью к биолюминесценции. Собираясь вместе, они могут быть замечены даже из космоса: огромная океаническая поверхность испускает голубоватый свет.
По мнению учёных, биолюминесцентный аппарат этих простейших работает так. При движении в толще воды механические силы вызывают электроимпульс, который устремляется внутрь клетки, к специальной вакуоли. Эта вакуоль, полый мембранный пузырёк, наполнена протонами. С ней соединены сцинтоллоны — мембранные пузырьки со «светящимся» ферментом люциферазой. Когда к вакуоли приходит электрический импульс, между ней и сцинтиллоном открываются протонные ворота. Ионы водорода перетекают в сцинтиллон и закисляют среду в нём, что делает возможным протекание биолюминесцентной реакции.
Лучше всего свечение этих простейших можно наблюдать в период размножения: число одноклеточных становится таким, что морская вода напоминает молоко — правда, уж слишком ярко-голубого цвета. Впрочем, любоваться динофлагеллятами следует с осторожностью: многие из них вырабатывают опасные для человека и животных токсины, поэтому, когда их становится слишком много, получать эстетическое удовольствие от светящегося прилива будет безопаснее на берегу.
источник фото
И еще один парадокс:
Ученые были потрясены, обнаружив цветущий фитопланктон под толщей ледяного покрова Арктики. Фитопланктон (Plankton Hazea) был обнаружен у берегов Аляски случайно, когда ученые заметили густую зеленую дымку в воде.
Огромный “зеленый шлейф” фитопланктона простирается более чем на 100 километров вдоль побережья Аляски. ”Наличие фитопланктона в воде может неблагоприятно сказаться на существовании других подводных существ в Чукотском море”, сообщили исследователи 7 июня 2012 года.
«Я работаю в этой области почти 30 лет, и я думал, что меня ничем не удивишь», говорит Кевин Арриго, океанограф-биолог из Стэнфордского университета. Лед плохо пропускает свет, особенно если он лежит толстым слоем, как это и было в Арктике. Снежный покров делает доступ света в глубь невозможным. В этом и состоит парадокс существования фитопланктона в толще льда, поскольку этим микроорганизмам необходим солнечный свет, без которого невозможен фотосинтез.
Теплый воздух способствует таянию снега. Когда снег начинает таять, ледяной покров начинает темнеть, позволяя льду поглощать больше света. Благодаря специальным камерам, опущенным под лед, исследователи обнаружили, что фитопланктон развивается чрезвычайно быстро. Благодаря солнечному свету и постоянному притоку питательных веществ от Берингова пролива, организмы могут процветать на глубине более 50 метров.
Чем это процветание обернется для остальных обитателей подводного мира, пока не ясно. Но Арриго опасается, что, находясь подо льдом, эти микроорганизмы могут усложнить жизнь другим подводным обитателям в этом районе. Чтобы подтвердить или опровергнуть эти опасения, потребуется долго и кропотливо работать, поскольку спутники не могут видеть сквозь лед.
«Нам очень повезло, что мы обнаружили фитопланктон, но мы не знаем, насколько далеко он распространится, и какие последствия это за собой повлечет», говорит Жан-Эрик Тремблей, океанограф-биолог из Университета Лаваля в Квебеке, Канада.
[источники]
источники
http://news.onru.ru/nepoznannoe/2012/06/17/Fitoplankton-v-ledjanyh-nedrah-Arktiki-zhivut-mikroby
http://www.kulturologia.ru/blogs/230114/19816/
http://www.fgxrussia.com/106010801090108610871083107210851082109010861085.html
http://oceanfromspace.scanex.ru/index.php/ocean/algebloom
http://www.dissercat.com/content/matematicheskoe-modelirovanie-prostranstvennykh-protsessov-biologicheskoi-kinetiki-i-raspros
Давайте продолжим бесконечную и интересную тему ПАРАДОКСОВ: вот вам Парадокс Монти Холла и спорный Парадокс дней рождения. Вспомним старый Парадокс :муравей на резиновом тросе и вот такой Парадокс колеса. Как то я вам рассказывал про C-парадокс и про Занимательные логические парадоксы. Есть еще небольшой сборник парадоксов — … и гений парадоксов друг !
Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=78453
Источник: masterok.livejournal.com