А.В. КРЫЛОВ

Введение в мир гидроэкологии

Часть I. Записки об одном необыкновенном путешествии

1. Разрешите представиться

Разрешите представиться – Хидорус сферикус. Я животное. Ракообразное. Вы, наверное, считаете ракообразными только речных раков, креветок да крабов... а ведь нас великое множество. Особенно низших. Хотя мы и низшие, у нас все так же устроено, как у всех, иногда и мудрее. Ко всему прочему я не просто ракообразное, а ветвистоусое. Почему ветвистоусое? Посмотрите на портрет моей родственницы – Дафнии. Видите, какие длинные и ветвистые у нее усы. С помощью таких замечательных усов мы и движемся в воде. Прямо парим, прыгаем: толчок вниз – прыжок, вновь взмах – вновь прыжок... Такие вот удивительные усы – ноги – крылья.

Но и настоящие ноги у нас тоже есть. Они не только и не столько для ходьбы, хотя некоторые и бегают по дну или по стеблям растений. Мы пищу добываем себе ногами. Правда, странно? Усы вместо ног, а ноги для еды...

Быстро загребаем мы воду ногами, покрытыми густым ситом щетинок, которые воду-то пропускают, а все, что в ней есть, – задерживают. Потом улов этот направляется в специальный желоб на брюшке, по которому ногами катим его ко рту. Докатили – съели. А в это время новая порция на подходе, ведь процеживаем мы воду беспрерывно. Так, у разных видов дафний количество взмахов ног в минуту от 150 до 470, а у нас, хидорид, 290–300. Без нас любому водоему нельзя жить. Каждую минуту в воде рождается огромное количество мельчайших бактерий, животных, растений, грибов. И если бы мы не отфильтровывали их, то очень скоро они заполонили бы воду. И тогда река, озеро, водохранилище, море и даже океан погибли бы. Так что не бесполезные мы организмы: нас можно назвать санитарами. Биологи говорят еще об одной пользе от нас: служим мы пищей многим рыбам и их малькам. Для меня это печальный факт – ведь и я могу оказаться съеденным. Но об этом потом...

Жил я в большом озере, расположенном среди красивейших клюквенных болот. Глубина его была не очень большая – метра два. Меня окружал загадочный мир, населенный самыми разнообразными организмами. Насколько я знаю, биологи разделили всю природу на живую и неживую. И изучают живую, четыре ее царства-государства: безъядерных бактерий и синезеленых водорослей, грибов, растений и животных. Всех представителей этих царств, которые живут в воде, изучают гидробиологи. Они объединили их в несколько групп. Все, кто активно плавает в водной толще (например, рыбы), – нектон. Все, кто обитает на дне (например, личинки комаров, моллюски, черви), – бентос. Все организмы-обрастатели на днищах судов, сваях, корягах, вообще на любом предмете под водой – перифитон. Есть и нейстон – живые обитатели поверхностной пленки воды, как водомерка. А мне ближе всего планктон. Планктон – это обитатели толщи воды, которые в отличие от нектона менее подвижны и не могут противостоять потоку, а потому просто парят, зависимые от течений, волн и ветров.

Как и другие группы, планктон объединяет в себе и растения и животных. Первые именуются фитопланктоном, а вторые – зоопланктоном. Зоопланктон включает простейших, кишечнополостных, червей, ракообразных... Я расскажу о планктоне пресных вод и познакомлю вас с коловратками, ветвистоусыми и веслоногими ракообразными.

Посмотрите на наши портреты: красота! Все мы удивительно красивы и необычны. Все прекрасные-распрекрасные выросты и другие образования помогают нам парить в воде. Вот коловратки, по научному, – Rotatoria. Это крошечные червячки, получившие свое название за коловращательный аппарат, состоящий из двух венчиков ресничек. Движения их создают круговой ток воды, привлекающий ко рту коловраток пищевые частицы, а у многих видов это помогает еще и движению. Встречаются коловратки в реках, озерах, лужах, во мху и прибрежном песке, в морях и океанах. Но, несмотря на такое распространение, мало кто с ними знаком. Причина очень проста: они такие мелкие, что увидеть их можно лишь под увеличением. Монстров среди коловраток – аспланхн (Asplanchna) – едва можно различить невооруженным глазом. Но все они полноценные, сложно устроенные организмы, имеющие почти все те органы, что и человек. У коловраток много удивительного. Ну хотя бы цикломорфоз, то есть сезонная изменчивость. Мелкие зимние формы сменяются более крупными летними, с различными выростами, что сказывается на способности к парению. Еще коловратки способны переносить почти полное высыхание, превращаясь в частичку пыли. Не это ли помогло им освоить все типы водоемов во всех частях света?

Коловратки:
1 – Platyias; 2 – Hexarthra; 3– Kellicottia; 4,8 – Brachionus; 5 – Polyarthra; 6 – Filinia; 7 – Trichocerca; 9 – Asplanchna; 10 – цикломорфоз

Разнообразны коловратки и по форме тела. У аспланхны тело студенистое и почти прозрачное. У других есть прочный и очень красивый панцирь. Жаль, что не все это видят. Поэтому не упустите шанс встречи с прекрасным, отберите и процедите воду сквозь плотное полотно, а затем загляните в микроскоп.

Веслоногие: 1 – Eudiaptomus gracilis; 2 – Cyclops strenuus

Веслоногие ракообразные, по научному Copepoda – более подвижные, резвые и крупные организмы. С помощью усиков и грудных ножек, ударяя ими как веслами, они «летают» в толще воды. Тело их веретеновидной формы с четким делением на две части: головогрудь и брюшко, которое заканчивается фуркой, напоминающей вилку. На голове располагается непарный глаз, за что одно из их семейств носит имя циклопов – по имени мифических одноглазых великанов. Большинство веслоногих – хищники, нападающие на мелких животных. Но есть и растительноядные формы – каланиды (Calanoida), обладающие более крупной головогрудью и укороченным брюшком. Передние антенны у них очень длинные (иногда больше длины тела) и служат основным органом передвижения. Питаются они преимущественно водорослями.

О нас, ветвистоусых, по научному – Cladocera, – я уже частично рассказал. Посмотрите на рисунки, а лучше в бинокуляр или микроскоп, какие мы разные, но все неповторимы и прелестны. Есть среди нас и хищники. Это лептодора, полифемус и битотреф. Питаются они в основном своими родственниками – ветвистоусыми, реже нападают на циклопов.

Ветвистоусые: 1 – Polyphemus; 2 – Leptodora; 3 – Bythotrephes

Некоторым видам ветвистоусых свойствен цикломорфоз. Многие виды встречаются лишь в период открытой воды, откладывая на зиму яйца – эфиппии, из которых весной, когда температура воды становится приемлемой, появляется молодь. Этим же пользуются они и при жизни в водоемах, которые пересыхают: находятся в виде зародыша в эфиппии до тех пор, пока не пройдет дождь.

Зоопланктон обитает в любых водоемах. В стоячих водах зоопланктонное сообщество – зоопланктоноценоз – богаче и по количеству видов, и по численности. Ветвистоусые, как правило, плохо переносят течение, потому предпочитают озера, пруды, лужи, водохранилища, а вот коловратки лучше выдерживают головокружительные пируэты в потоке воды, поэтому в реках, ключах, родниках планктон состоит в основном из них.

Цикломорфоз босмины корегони (Bosmina coregoni)

1 – Diaphonosoma brachyurum; 2 – Scapholeberis mucronata; 3 – Bosmina longirostris; 4 – Sida crystalina; 5 – Simocphalus vetulus

Цикломорфоз дафнии кукуляты Daphnia cucullata)

2. Я покидаю дом

Родившись в озере, жил я почти без забот, греясь на солнышке и укрываясь на дне во время сильных ветров. Окружали меня прекрасные соседи – босмины, дафнии, цериодафнии, диаптомусы, которых было столько, что, повернувшись в любую сторону, можно было одним взглядом окинуть до десятка рачков. У ученых свое измерение – количество экземпляров в кубическом метре воды. Так вот, в кубическом метре нас было 42 тысячи, из которых 30 тысяч составляли диаптомусы (Diaptomus).

Каждое живое существо, даже самое маленькое, имеет свою массу. Сумма масс всех организмов составляет биомассу. По биомассе в озере первенствовали также диаптомусы: всего нас было 1,9 г/м 3 , а их – 1,2 г/м 3 . Виды, чья численность или биомасса составляет более 10% от общей, называются доминирующими. В нашем водоеме среди доминирующих были веслоногие и ветвистоусые ракообразные (дафнии, хидорусы, босмины, мезоциклопы, акантоциклопы и крупные коловратки – аспланхны).

В один из дней я вдруг ощутил непреодолимую силу течения. Меня вынесло к истоку реки, берущей начало из нашего озера. Я попал в другой мир – мир проточной воды. Я слышал, что это опасно, и, зажмурившись, с ужасом ожидал конца. Но время шло, ничего не происходило, и меня стало разбирать любопытство, заставляя взглянуть на мир. Открыл глаза и удивился: народа нашего стало даже больше, чем в озере. Да и пищи больше... Правда, диаптомусов было меньше – они способны сопротивляться течению и уходят от истока. Почему же все так?

Оказалось, что в истоке реки жили бобры. Они частично перекрыли русло реки, не достроив плотину до уровня воды. Продуктами своей жизнедеятельности они обогащали воду: в ней становилось больше минеральных и органических веществ. А это наш корм.

Да, численность и количество видов зоопланктона здесь было больше, но вот биомасса несколько уменьшилась. Я уже говорил, что великанов диаптомусов, составляющих основу биомассы сообщества в озере, здесь было меньше. Другие же, попав сюда, чувствовали себя неплохо. Я заметил и новые виды, не встречающиеся в озерных спокойных водах. Если в озере было десять видов, то здесь – в истоке – можно было насчитать четырнадцать. И жить бы мне среди этого изобилия, имея и богатый стол, и спокойный дом, но помешали лень и любопытство. И нужно-то было подплыть поближе к берегу, укрыться среди зарослей кубышки. Мог бы и с бобрами познакомиться... Но лень, лень, лень... так хорошо было ничего не делать – меня тихо несла вперед сама вода. Вдруг... О, снова круговорот... позади родное озеро... пруд... трехметровая бобровая хатка... Поток нес меня все дальше и дальше, все быстрее и быстрее...

Примерно через полтора километра смог я оглядеться и заметить, что нас осталось совсем мало. Я насчитал вокруг себя только девять видов, и преобладали вокруг коловратки. Численность их была 13 тыс. в 1 м 3 , а биомасса всего 0,18 г/м 3 . Через три километра наши ряды еще более поредели: число видов – 7, численность – 3 тысячи экземпляров в кубическом метре, биомасса – 0,15 г/м 3 . Доминировали по-прежнему коловратки. Лишь кое-где мелькали такие же бедолаги, как и я – дафнии, босмины, веслоногие... А вот диаптомусы исчезли совсем.

Через километр река стала шире и понесла свои воды спокойнее, не спеша. Нас стало больше. Снова девять видов! Доминировали по-прежнему коловратки. Численность и биомасса несколько увеличились – 4,5 тысячи экземпляров в кубическом метре и 0,21 г/м 3 .

Среди коловраточной мелочи я чувствовал себя чуть ли не великаном. Поток становился все тише, и вот течение почти совсем исчезло. Нет течения. И пищи кругом прибавилось... А где много пищи, там много и едоков. Нас стало в три раза больше, чем в трех километрах выше по течению, – 12 видов. Появились и новые для речных вод редкие, а больше характерные для прудов, озер, зарослей, высшие водные растения. Все просто: снова бобры! Они создали здесь настоящее водохранилище.

Изменение биомассы планктона на различных участках реки

3. Я знакомлюсь с бобрами

Почувствовав себя при богатом «столе», среди безвредных соседей (хотя нужно отметить, что и количество рыб резко увеличилось), я занялся знакомством с удивительными и загадочными соседями – бобрами. Они относятся к отряду грызунов – самому большому отряду млекопитающих, объединяющему таких, казалось бы, разных животных, как мышь, белка, дикобраз. Их 2500 видов. А общее у всех грызунов – зубы. Во-первых, у них нет клыков. Но клыков нет и у зайцеобразных. Во-вторых, резцов у них по паре на каждой челюсти. Вот в этом грызуны уникальны.

Бобры заслуживают уважения за удивительную способность к строительству и архитектуре. Поселение на новом месте семейство бобров начинает с дома. Дома у бобров двух типов – норы и хатки. Первые они делают, если берега высокие, а вторые – если низкие. В обоих случаях вход в жилище находится под водой, затем идут подъем и просторные «комнаты». Удивительные сооружения – хатки. Высотой 2–6 м (рекорд – 13 м) из веток, скрепленных илом и глиной.

Продолжение следует

Рисунки Т.Н. Зубковой, А.В. Крылова