При 4 ° С она равна 1. Плотность природной воды может повышаться за счет растворения в ней различных солей до 1,347 г / см и заметно изменяется с повышением температуры. На первый взгляд, изменения плотности с повышением температуры не так существенны. Однако следует учесть, что удельный вес гидробионтов обычно отличается от единицы лишь во втором или даже в третьем знаке. Поэтому температурные колебания плотности воды в пределах третьего и четвертого знака означают очень многое в жизни пелагических организмов в смысле изменения условий плавания (разная устойчивость среды). Другое значение плотности воды как экологического фактора связано с ее давлением на организм, на глубинах, измеряемых километрами, выражается сотнями атмосфер. С углублением на 10,3 м в пресную и на 9,986 м в морскую воду (при 4 ° С) давление возрастает на 1 атм и в океанических глубинах может достигать более 1000 атм.

 

Организмы, способные существовать в широком диапазоне давления воды, называются еврибатнимы (bathus - глубина), а те что не выдерживают больших колебаний этого фактора - стенобатнимы. Например, голотурии Elpidia и Myriotrochus встречаются на глубинах от 100 до 9000 м, червь Priapulus caudatus - в литорали и на глубине до 7 тыс. м. Наиболее устойчивы к повышению гидростатического давления еврибатни формы, выдерживающие 1130 атм. Среди видов выносливых (600-1000 атм) и умеренно выносливых (400-600 атм) являются морские литоральные, пелагические морские и пресноводные, среди мало выносливых (100-300 атм) и наиболее чувствительных - пресноводные и морские пелагические формы. Средняя выносливость в литоральных донных видов выше, чем у планктонных. Реакция на повышение давления подобная во всех гидробионтов: сначала возбуждение и усиление двигательной активности, затем тетанус, инактивация и гибель.

 

Во многих гидробионтов, в частности у личинок ракообразных, головоногих двустворчатых моллюсков и гребневиков повышение давления вызывает движение вверх и положительный фототаксис, а снижение - обратную реакцию; очевидно, давление - важный фактор, определяющий характер распределения жизни в толще воды. Величина давления символизирует гидробионтов глубину расположения, и они могут регулировать последнюю, руководствуясь барическим градиентом. Особенно важное значение это имеет для форм, регулярно осуществляющих значительные вертикальные перемещения в толще воды (миграции и др..). Интересно, что личинки Mytilus edulis реагируют на повышение давления истечением, а на более поздних стадиях эта реакция исчезает; такое изменение реакций способствует расселению личинок на ранних стадиях и оседанию на более поздние. Установлено, что сжимаемость многих гидробионтов (некоторые равноногих рачков, евфаузиид) на 15-40% выше, чем воды. С погружением плотность животных все больше приближается к плотности воды, и они всегда могут найти такую глубину, где будут иметь устойчивую нейтральную плавучесть. Давление в наибольшей степени влияет на биологические структуры и метаболические реакции. Если в результате последних объем системы снижается, равновесие сдвигается в сторону образования конечных продуктов, если повышается-наблюдается противоположный эффект.

 

Кроме сдвиг равновесия реакций с изменением давления наблюдается и другой эффект - иными становятся скорости реакций. Это связано с образованием той или иной количества промежуточных активированных комплексов. Если объем системы, содержащей активированы исходные вещества, меньше, чем при их активации, последняя будет тормозиться, и реакции, катализируемых ферментами, будут протекать медленнее. Когда объем активированного комплекса будет меньше, чем объем его компонентов к активации, скорость реакций, катализируемых ферментами, с повышением давления возрастет. Другой путь влияния давления на скорость реакции связан с изменением вязкости протоплазмы и соответственно ускорением или замедлением диффузии. С повышением давления равновесие в системе золь-гель смещается в правую сторону, скорости диффузии снижаются. Поскольку повышение температуры ведет к смещению равновесия в обратном направлении, оно может снимать рассмотрены барические эффекты.

 

С повышением давления могут происходить значительные изменения в структуре белков и других веществ, ведущих к уменьшению их объема. Например, высокие давления лабилизують третичную и четвертичную структуру белков, вызывая разрыв стабилизирующих ее слабых связей. Такая денатурация белка ведет к уменьшению объема системы белок - вода.

 

Рассмотрены эффекты, обусловленные барическим фактором, имеют огромное значение для существования гидробионтов. Их метаболизм чрезвычайно чувствителен к изменениям давления, поскольку оно по разному влияет на различные ферменты и на тот же фермент при различных температурах. В итоге изменение давления может хаотизуваты метаболизм клеток, и в гидробионтов производится ряд адаптации, компенсирующих барические воздействия. Регулируя концентрацию, состав и активность имеющихся ферментов, организмы в той или иной степени стабилизируют обмен в условиях переменного давления. Такая способность, производимая исторически, наиболее выражена в еврибатних форм. Например, быстродействие пируваткиназы с повышением давления в поверхностных и глубоководных рыб падает значительно сильнее, чем в мезопелагичних, живущих в более широком диапазоне давлений.

 

Органами восприятия гидростатического давления в гидробионтов служат различные газовые камеры (плавательные пузыри рыб, газовые включения в цитоплазме простейших, повитрявмисни полости в подошве некоторых медуз, в раковинах головоногих и брюхоногих моллюсков и др..). Изменение давления газа в камерах, воспринята разными рецепторами, указывает глубину погружения организма.

 

У личинок комара Chaoborus americanus изменение объема газовой камеры происходит при восприятии вертикальных течений, символизирующие нарушения нейтральной плавучести.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+