Реферат: Живые организмы мирового океана: детритофаги и редуценты

МинистерствоОбразования Российской Федерации

Череповецкий Государственный Университет

Инженерно-Экономический Институт

Кафедра промышленной экологии

Реферат по теме:

«Живые организмымирового океана:

детритофагии редуценты»

Выполнила студентка

Проверил преподаватель

Отметка о зачете

Дата

Череповец

2005

Содержание

Введение ……………………………….……………………….….3

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

2. Морскиебентоносные животные и детритофаги ……….…...5

3.Редуценты ………………………………………………………..9

Заключение ……………………………………………………….12

Литература ………………………………………………………..13

Введение

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

На дне мирового океанапроисходит накопление и преобразование огромной массы минеральных иорганических веществ, поэтому геологические и геохимические процессы,протекающие в океанах и морях, оказывают очень сильное влияние на всю земнуюкору. Именно океан стал колыбелью жизни на Земле; сейчас в нём обитает околочетырёх пятых всех живых существ планеты.

Океаническая биотаделится на следующие основные группы: планктон, нектон и бентос.

Эти организмы населяют воды от приливной донеритической зоны над шельфом и до океанической среды. Бентос — живыесущества, обитающие на дне океана, в грунте и на грунте.

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

1. Пищевые цепи

Цепь питания — цепь взаимосвязанныхвидов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходногопищевого вещества. Каждое предыдущее звено цепи питания является пищей дляследующего звена.

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

2. Морские бентоносныеживотные и детритофаги

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

Пища морских животных концентрируется преимущественно вповерхностном слое вод и на дне. В поверхностном слое в результате фотосинтезапостоянно пополняются запасы органического вещества. Некоторая часть отмершегоорганического 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 представлятьсобой 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 изних 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 жителейокеанской бездны можно разделить на три группы. В первую объединяют сестонофагов,питающихся взвешенными в воде частичками органического вещества и находящимисяв них микробами. Вторая группа – зоофаги, то есть хищники, поедающие отмершее органическое вещество, добытое в придонном слое океана, надне или извлеченное из грунта. В третью группу объединяют бентофагов,питающихся детритом донных отложений [3].

К бентофагам главным образом относят специальные организмы — детритофаги, которыепитаются мертвым органическим веществом — детритом.

Детрит(от латинского detritus- истертый) — различные остатки растительного, животного и минеральногопроисхождения, оседающие на дно из водной толщи. На глубине 4 километра в них может бытьсосредоточено до 99 процентов всего органического вещества. Четыре процента ихобщей массы падает на живущих в детрите микробов. Кроме того, пользуетсяустойчивым спросом «морской снег» — частички фекального детрита величиной внесколько миллиметров, опускающиеся на дно с большой скоростью, до 50 – 100метров в сутки [3].

Детрит играет важнуюроль в круговороте органического вещества (детритная пищевая цепь) и служитпищей многим донным животным. Детритом (триптоном) называют все взвешенные втолще воды органические и неорганические частицы.

Детритофаги подразделяются на редуцентов, или деструкторов(это главным образом бактерии и грибы), превращающих органические остатки внеорганические вещества, и детритофаги в узком смысле — животных, которыепитаются мертвыми тканями растений и животных или экскрементами.

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

В океане они обитают на алеврите и более крупнозернистыхпесках, 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 неумереть с голоду, у этих морских животных имеется длинный кишечник.

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

Раньше полагали, что детритофаги просто собирают споверхности дна находящийся там осадок. Сейчас ученые склонны считать, чтовсеядных существ практически нет. Даже детритофаги производят какой – то отборотправляемых в рот компонентов. Если в донных отложениях океана им попадаютсякрохотные трупы местных животных, детритофаги от них отказываются. Отсутствиенеобходимых пищеварительных ферментов не позволяет им воспользоваться богатойнаходкой.

В желудках всех обитателей дна, кроме детрита, встречаютсяраковины диатомей. Почти у всех можно найти минеральные частички и фораминифер.Половина детритофагов поедает фекальные комочки донных животных. Иногда вкишечник попадают спикулы губок, а у морских звезд, голотурий и некоторыхдругих животных споры и пыльца растений. Неясно, каким образом они этогодобиваются, но в кишечнике спор и пыльцы бывает в 5 – 10 раз больше, чем ихсодержит грунт. Размер зерен и спор колеблется от 6 до300 микрон, так чтопоштучно отбирать их, видимо, невозможно. Споры и зерна без их наружныхоболочек, тоже представляющих немалую ценность, состоят из 13 – 28 процентовбелков, 2 – 17 – жира, 13 – 37 — углеводов, содержат все 10 незаменимых аминокислот, все витамины,микроэлементы, некоторые гормоны и ферменты[3].

Потребление поверхностной пленки, покрывающей осадки, вкоторой содержатся органические остатки растительного и животногопроисхождения, осуществляется детритофагами по-разному. Иногда это простоесоскабливание верхнего слоя осадка: морские бокоплавы рода Corophium, например, высовывая изсвоей норки переднюю часть тела, антеннами очищают пространство вокруг входа.Различные десятиногие ракообразные, особенно раки-отшельники, скребут осадок ногочелюстямитретьей пар, а затем, выбрав из него при помощи ногочелюстей второй парыподходящую пищу, отправляют ее в рот.

Морское животное может собирать всю пленку при помощи токаводы, 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 токводы, который вызывает оползание поверхностного слоя илистого песка спокрывающей его пленкой; все это пескожил заглатывает целиком. Аналогичнымспособом питаются пектинарии (многощетинковые черви), живущие в простосклеенных из песчинок трубках, которые они перетаскивают с собой; однако в этомслучае частицы грунта и детрита, опустившиеся к входному отверстию трубки,сортируются и захватываются щупальцами.

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

Рис.1 Бентическиебеспозвоночные, питающиеся поверхностной пленкой грунта:

а – пескожил Arenicola, б — в – моллюски Tellinaи Scrobicularia, г — змеехвостка Amphiura.

Процентное содержаниеилистых частиц в грунте увеличивается на рисунке слева направо.

Многие двустворчатыемоллюски обитают, зарывшись в ил, и питаются, фильтруя морскую воду, однаконекоторые виды прикрепляются к скалам или деревянному субстрату. Двустворчатые– животные фильтраторы. Они обволакивают частицы, находящиеся во взвешенномсостоянии в воде, тонкой пленкой слизи. Затем частицы направляются к ротовымщупальцам, где пищевые частицы отфильтровываются.

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

Из брюхоногих моллюсков детритом, содержащимся вповерхностной пленке, питаются Turritella, Aporrhaisи различные другие близкиеих формы; эти животные, обитающие внутри грунта, собирают частицы, создаваянаправленный спереди назад ток воды.

Офиуры сполужесткими лучами тоже детритофаги. Они способны двигаться только в плоскостидиска, кроме того, офиуры не передвигаются с помощью амбулакральных ножек, аплавают благодаря энергичным взмахам лучей. Офиуры не имеют ни внутреннихорганов, ни ануса. Двумя из пяти лучей животное прикрепляется к грунту или кодну, а три остальные, поднятых перпендикулярно, задерживают живые и неживыечастицы, несомые течениями в непосредственной близости от дна.

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

Голотурии (морскиеогурцы) – продолговатые животные, их организм защищен эпидермисом,поддерживаемым микроскопическими известковыми пластиночками и амбулакральныминожками. Голотурии обитают на морском дне, некоторые из них питаются отмершимиорганическими остатками, которые они с помощью щупалец извлекают из морскихосадков.

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

Масштабы этого воздействия огромны: большая часть днаокеана, от границ глубоководной безжизненной зоны до прибрежных песчаныхмелководий, занята поселениями «поедателей» детрита.

3.Редуценты

Редуценты — гетеротрофные организмы, восстановители, они возвращают вещества из отмерших организмов снова внеживую природу, разлагая органику до простых неорганических соединений иэлементов входе жизнедеятельности. Они выделяют пищеварительные ферменты намертвые тела или отходы жизнедеятельности и поглощают продукты ихпереваривания.

Возвращая в водную среду биогенные элементы, редуцентызавершают биохимический круговорот. Это делают в основном бактерии, большинстводругих микроорганизмов и грибы. Редуценты — заключительное звено впищевой цепи в экологической пирамиде.

Бактерия — микроскопический, обычноодноклеточный организм, обладающий клеточной стенкой, но не имеющийоформленного ядра. В природе бактерии выполняют функции редуцентов. Микроорганизмыприведены на рисунке 2 [3].

Рис.2Микроорганизмы.

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

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

<img src="/cache/referats/19378/image004.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1028"> Микроорганизмы существуют повсюду и в воднойтолще, и в донных отложениях, причем в количествах порой весьма ощутимых. Общеепредставление о количественном распределении в океане микробного населенияможно получить из приведенного ниже рисунка [2].

Рис. 3 Вертикальное распределениебактерий в океане

Наибольшее количествобактерий обнаруживается в подповерхностных слоях, где обычно накапливаютсяпродукты обмена и останки организмов, развивающиеся в массовых количествах вповерхностных слоях. С погружении размеры органических веществ в результате разложенияуменьшаются, но их поверхность по отношению к объему увеличивается; кроме того,понижение температуры, отмечаемое с возрастанием глубины, увеличивая вязкостьводы, тоже тормозит их опускание. Этим и объясняется, что максимум органическихостатков, образующихся в поверхностных слоях, наблюдается на некоторой глубине(от нескольких десятков до нескольких сотен метров). Именно здесь наблюдаетсянаиболее многочисленное население гетеротрофных бактерий, которые используюторганические остатки в качестве своего субстрата. С дальнейшим возрастанием глубиныбактериальное население уменьшается; одновременно происходит и уменьшениеколичества неживого органического вещества, взвешенного или растворенного вводе. В непосредственной близости от поверхности грунта, который назначительной глубине бывает рыхлым, значительно увеличивается содержаниенеживой органической материи, как в грунтовой вод, так и на поверхности самогоосадка. Одновременно произойдет сильное увеличение бактериального населения.Бактерии редко бывают свободными: обычно они поселяются на различных частицах.

Таким образом, на днеи в непосредственной близости от него деятельность бактерий более значительна,чем на любом другом выше лежащим уровне. Количество бактерий, немногочисленныхв воде, в горсти ила увеличивается до миллионов, даже миллиардов. Известковые икремниевые скелеты планктеров вместе с минеральными частицами образуют ил,который кишит бактериями, довершающими разложение органических веществ.Бактерии обеспечивают обильной пищей некоторых бентических беспозвоночных –микрофагов, особенно на больших глубинах, где бактерии – единственные первичныепроизводители живой материи.

Заключение

Детритофаги идеструкторы играют в круговороте веществ первостепенную роль. Детрит играетважную роль в круговороте органического вещества и служит пищей многим доннымживотным. Часть питательных веществ, содержащихся в детрите, возвращается вкруговорот, минуя стадию разложения до минеральных соединений и потребления ихрастениями.

Деятельность гетеротрофных микроорганизмовважна не только для обеспечения круговорота основных элементов в океане: онадополняет синтез живой материи на глубинах.

Гетеротрофные бактериисуществуют за счет более или менее сложных органических веществ благодаря своейспособности постепенно разлагать их до состояния относительно простыхнеорганических соединений. Этот процесс, в результате которого бактерия создаетсобственное свое живое вещество, отличается высокой эффективностью. Впротоплазму бактерий превращается в общей сложности 30 – 40% неживойорганической материи, поскольку остальные 70 – 60% используется дляпроизводства энергии и, в конце концов, попадает в минеральные осадки [1]. Гетеротрофные бактерии обеспечиваютминерализацию различных органических веществ, снабжая, автотрофные организмыминеральной пищей, без которой последние не могут существовать. Таким образом,замыкается круговорот материи в океанах.

Необходимо отметить,что микроорганизмы участвуют в самоочищениеморей и океанов. Морские организмы (их поведение и состояние) являются индикатораминефтяных загрязнений, т.е. они как бы осуществляют биологическое наблюдение заокружающей средой.

Микроорганизмы моряфункционируют в составе сложного микробиоценоза, который реагирует начужеродные вещества как на единое целое. Смешанное бактериальное «население» более эффективно разрушаетнефть и отдельные углеводороды. К морским организмам, которые участвуют впроцессах самоочищения, относятся моллюски. Известны около 70 родовмикроорганизмов, включая бактерии, грибы, дрожжи, которые способны вступать вединоборство с нефтью[3]. Им принадлежит важнейшая роль разложения нефти иуглеводородов в море.

Литература

1. Вейль, П. Популярная океанография [текст]/Питер Вейль.Пер. с англ. Г. И. Баранова, В. В. Панова, А. О. Шпайхера. Под редакцией испредисловием А. Ф. Трешникова. – Л.: Гидрометеоиздат, 1977. – 504с., ил.

2. Перес, Ж-М. Жизнь в океане [текст]/ Перес Жан – Мари. Пер.с франц. А.Л. Анрес и В. Е. Стрельцова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966., ил.

3. А. А. Зелин, В.Гидрогеохимический словарь [текст]/ А. А. Зелин, Н. Белоусова. Под. ред. А. М.Никанорова – Л.: Гидрометеоиздат, 1988.

еще рефераты

Еще работы по охране природы, экологии, природопользованию

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Глобальная экология

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Экологизация экономики

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Экологическая обстановка Донбасса

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Радиация вокруг нас

29 Августа 2013