Океан как природное сообщество

Океан покрывает около 71% поверхности Земли и представляет собой крупнейшее непрерывное водное пространство нашей планеты. Но природное сообщество океана нельзя представить как одно одинаковое место. У поверхности ярко светит солнце, на больших глубинах царит темнота; возле материков много питательных веществ, а в центре некоторых океанических районов вода беднее ими. Жизнь существует во всех этих условиях, но организмы и их способы существования сильно различаются.

Один Мировой океан — много разных местообитаний

Географы выделяют отдельные океаны, но вода между ними связана течениями. Для живых организмов особенно важны глубина, температура, свет, содержание кислорода и питательных веществ. Поэтому океан удобно рассматривать как огромную мозаику экосистем.

К основным типам местообитаний можно отнести поверхностные воды, открытый океан, континентальные шельфы, глубоководную толщу, дно, подводные горы, области у полярных льдов и районы гидротермальных источников.

Свет делит океан по вертикали

Солнечный свет быстро ослабевает в воде. Верхний освещённый слой особенно важен, потому что здесь фитопланктон способен к фотосинтезу. В общих океанографических схемах верхние примерно 200 метров называют освещённой, или эвфотической, зоной. Ниже света становится резко меньше, а глубже примерно 1000 метров солнечный свет уже не проникает.

Границы условны и зависят от прозрачности воды, но такая схема помогает понять главное: с глубиной условия резко меняются.

Фитопланктон — маленький производитель с огромной ролью

Фитопланктон состоит из микроскопических фотосинтезирующих организмов. Они используют энергию света и создают органические вещества, которыми прямо или косвенно питается огромное количество морских животных. Поэтому фитопланктон находится у основания большинства океанических пищевых сетей.

Его распределение зависит не только от света. Нужны также минеральные питательные вещества. Если поверхностная вода бедна ими, даже яркого солнца недостаточно для бурного роста. Там, где течения или перемешивание поднимают питательные вещества из глубины, продуктивность может быть намного выше.

Кто такой зоопланктон

Зоопланктон — это животные, которые в значительной степени перемещаются вместе с водой. Среди них есть крошечные ракообразные, медузы и личинки рыб, моллюсков и других животных. Некоторые проводят в планктоне всю жизнь, а другие — только молодую стадию.

Многие представители зоопланктона ночью поднимаются ближе к поверхности для кормления, а днём уходят глубже, где меньше хищников. Это показывает, что даже очень маленькие организмы совершают регулярные перемещения и влияют на перенос веществ в толще океана.

Открытый океан: жизнь без берега рядом

Вдали от суши нет деревьев, рифов или камней, за которыми можно спрятаться. Животные открытой воды используют другие способы выживания. Быстрые рыбы имеют обтекаемое тело, стайные виды получают преимущества от совместного движения, а некоторые организмы почти прозрачны и менее заметны в воде.

Крупные хищники перемещаются на большие расстояния в поисках добычи. Киты могут мигрировать между районами кормёжки и размножения. Морские птицы способны проводить много времени над открытым океаном, возвращаясь на сушу главным образом для гнездования.

Почему глубоководным животным не нужен солнечный свет

На глубине фотосинтез невозможен, но это не означает отсутствия жизни. Сверху постоянно опускаются мелкие частицы органического вещества — остатки организмов и их выделения. Этот поток служит пищей бактериям и многим глубоководным животным.

Пищи в глубинах обычно меньше, чем в продуктивном поверхностном слое. Поэтому глубоководные виды часто приспособлены к редким встречам с добычей. У некоторых большие рты и растяжимые желудки, у других замедленный обмен веществ. Есть животные, способные создавать собственный свет — биолюминесценцию — для приманивания добычи, общения или защиты.

Гидротермальные источники: экосистема без солнечной энергии

В некоторых районах океанского дна из земной коры выходят нагретые воды, богатые растворёнными веществами. Здесь существуют сообщества, основой которых служит не фотосинтез, а хемосинтез. Некоторые бактерии получают энергию из химических реакций и создают органическое вещество.

С бактериями связаны черви, моллюски, ракообразные и другие животные. Такие сообщества стали важным открытием: они показали, что солнечный свет — не единственный возможный первичный источник энергии для экосистемы.

Океанское дно совсем не ровное

Под водой находятся равнины, горные хребты, отдельные подводные горы и глубокие желоба. Рельеф влияет на течения и создаёт разные местообитания. Твёрдая скала подходит прикреплённым организмам, мягкий ил — роющим животным, а подводная гора может направлять потоки воды и собирать вокруг себя пищу.

Поэтому выражение «дно океана» объединяет множество совершенно разных сред.

Как выглядит океаническая пищевая сеть

Упрощённая схема может выглядеть так: фитопланктон → зоопланктон → небольшая рыба → крупная рыба или морская птица. Но реальная сеть имеет множество ответвлений. Например, одна рыба может есть и планктон, и мелких рыб, а сама становится добычей сразу нескольких видов хищников.

После смерти организмов их вещества переходят к падальщикам и разрушителям. Бактерии возвращают элементы в формы, которые снова могут участвовать в круговороте.

Течения связывают далёкие районы

Океанические течения переносят тепло, соли, питательные вещества, планктон и личинок животных. Благодаря этому место, расположенное за тысячи километров, может быть связано с другим районом общей циркуляцией воды.

Течения также влияют на климат материков. Океан накапливает огромное количество тепла и обменивается им с атмосферой. Поэтому океаническая экосистема связана не только с морскими организмами, но и со всей климатической системой Земли.

Почему океан важен для кислорода и углерода

Фотосинтезирующие морские организмы, прежде всего фитопланктон, производят значительную долю кислорода, образующегося на планете. Они также поглощают углекислый газ и включают углерод в органические вещества. Часть этого углерода передаётся по пищевым сетям, часть возвращается в воду и атмосферу, а часть может опускаться глубже.

Поэтому изменения в океане связаны с глобальным круговоротом углерода и климатом.

Главные угрозы океаническим сообществам

• Изменение температуры воды сдвигает границы распространения многих видов.
• Закисление океана, связанное с поглощением углекислого газа, влияет на химические условия воды и особенно важно для организмов, строящих известковые структуры.
• Загрязнение попадает в океан с суши, судов и промышленных источников.
• Чрезмерный вылов способен менять пищевые сети и численность популяций.
• Разрушение донных местообитаний особенно опасно там, где организмы растут медленно и восстанавливаются десятилетиями.

Можно ли защитить такой огромный океан

Охрана океана требует работы на разных уровнях: уменьшения загрязнения на суше, устойчивого рыболовства, морских охраняемых территорий, безопасного судоходства и международного сотрудничества. Океан един, поэтому загрязнение или истощение ресурсов в одном районе может иметь последствия далеко за его пределами.

Для школьника важен простой вывод: реки несут воду в моря и океаны, поэтому мусор и загрязнения, оставленные далеко от берега, тоже могут в итоге попасть в морскую среду.

Краткий план доклада

1. Океан как крупнейшая среда жизни на Земле.
2. Световые зоны и изменение условий с глубиной.
3. Фитопланктон и зоопланктон.
4. Жизнь в открытом и глубоком океане.
5. Гидротермальные источники и хемосинтез.
6. Течения, пищевые сети и круговорот веществ.
7. Значение океана и его охрана.

Вывод

Океан — огромное природное сообщество, объединяющее множество разных экосистем. В освещённых водах жизнь поддерживает фотосинтез, в глубинах организмы используют падающее сверху органическое вещество, а возле гидротермальных источников основой сообщества может стать химическая энергия. Течения соединяют далёкие районы, а морские пищевые сети связывают микроскопический планктон с крупнейшими животными. Поэтому океан нужно понимать как единую живую систему, важную для климата и всей биосферы Земли.