Адаптация организмов к водной среде обитания

Адаптация организмов к водной среде обитания

Приспособления организмов к изменяющимся условиям среды обитания носят название адаптации (лат. adapto — приспособляю). Способность к адаптациям — одно из основных свойств жизни, так как обеспечивает саму возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться.

У водных организмов в процессе эволюции выработались различные механизмы, позволяющие им жить в водной среде: находить пропитание, обеспечивать себя кислородом, активно двигаться, успешно размножаться.

Способы питания водных насекомых:

Большинство водных насекомых — хищники. Водные клопы ловят свою добычу — водных животных и летающих насекомых, случайно попавших на поверхность водоема, и высасывают их с помощью хоботка. Личинки водолюбов и стрекоз обычно охотятся в толще воды. У личинок стрекоз имеется специальное приспособление для схватывания жертвы — так называемая "маска", расположенная на нижней стороне головы.

 Выброс маски личинки стрекозы в процессе охоты

Жуки плавунцы — активные хищники, пищу которых составляют разнообразные водные животные, подходящие по величине: личинки стрекоз, поденок, клопов, двукрылых, ракообразные, черви, икра рыб и лягушек, моллюски, головастики, мальки рыб и мелкие рыбки. Способ питания взрослых жуков (имаго) и личинок различен: взрослые жуки плавунцы размельчают добычу жвалами, а их личинки убивают жертву острыми челюстями и высасывают ее через каналы, имеющиеся в челюстях. Для плавунцов характерен каннибализм (поедание представителей своего вида).

Личинка жука плавунца с добычей - головастиком

Растительной пищей питаются личинки ручейников, клопы-гребляки.

Рацион питания моллюсков чрезвычайно разнообразен, однако каждый отдельный вид прекрасно приспособился к своему образу жизни и добыче пищи. Двустворчатые моллюски получают все необходимые элементы для жизни, просто фильтруя воду своими удивительными встроенными сифонами. Из воды они отлавливают сине-зеленые водоросли и массу микроорганизмов. Также фильтрующие моллюски способны впитывать в себя растворенные в воде минералы и другие полезные вещества. Питание брюхоногих моллюсков, в связи с их способностью к передвижению, включает в себя растительную пищу. Это могут быть как листья водных растений, так и их стебли. Для того, чтобы употребить растение в пищу, моллюск пользуется своего рода языком теркой, которым оно стирает листья. Процесс действительно похож на трение. Кроме растений, эти моллюски могут даже поедать мелких животных, в связи со своей крайней прожорливостью.

Способы дыхания водных животных:

§  дыхание поверхностью тела (пиявки, круглые черви)

§  жаберное дыхание, при котором кислород из воды поступает через тонкие покровы и стенки сосудов в кровь (личинки лягушек и тритонов, жаберные моллюски, высшие ракообразные)

§  трахейное дыхание, представляющее собой систему воздушных трубочек, по которым кислород доставляется ко всем тканям и органам

Существует несколько различных типов водного трахейного дыхания:

1. Трахейная система замкнутого типа, без дополнительных внешних выростов – у многих мелких насекомых.

2. С наружными дополнительными жаберными выростами – характерна для личинок поденок и веснянок.

  Жабры личинки веснянки

3. Трахейные жабры в полости прямой кишки, где газообмен происходит в процессе реактивного движения при периодическом наборе и выталкивании воды, например, у личинок стрекоз.

Воздушное дыхание

А. легочное (мешковидное углубление тела, стенки которого пронизаны капиллярами). У легочных моллюсков (прудовики, катушки) непарное легкое представлено частью складки мантийной полости. У взрослых амфибий (лягушек, тритонов) парные мешковидные образования имеют более сложную структуру.

Б. трахейное, при функционировании которого система трахей наполняется воздухом с помощью дыхательной трубки на заднем конце тела животного (личинки комаров, водяной скорпион, личинка иловой мухи).

 У жуков-плавунцов дыхальца открываются пространство под надкрыльями 

Размножение водных животных:

Для водных обитателей характерно как половой, так и бесполый типы размножения. Половое размножение, в результате которого:

1. оплодотворенные половые продукты заключаются в защитную студенистую оболочку (тритоны, лягушки, моллюски, ручейники, пиявки, комары-дергуны)

 Стадии развития лягушки

2. яйца разнообразной формы, откладываются на различные субстраты, подводные и надводные части растений. Иногда половые продукты откладываются непосредственно в толщу тканей растений (водяные жуки, стрекозы, клопы). В некоторых случаях яйца бывают заключены в слизистые коконы (планария, малая ложноконская пиявка)

Бесполое размножение:

1-        почкование (губки, мшанки, гидры)

2-        при помощи покоящихся почек в виде зимующих в плотной оболочке скоплений клеток (статобласты мшанок, геммулы губок)

3-        партеногенетически, из неоплодотворенных яиц (щитни, дафнии)

 Яйца в выводковой камере дафнии

Особенности размножения водных животных:

 - живорождение, при котором яйца и личинки вызревают в половых путях самки, например, у моллюсков (лужанки, шаровки);

 - охрана потомства у животных, вынашивающих свою икру (улитковая пиявка, беззубка, водяной ослик);

- процесс неполного и полного превращения (метаморфоза) у насекомых, жизнь которых полностью или частично связана с водной средой.

Неполный метаморфоз у водных животных имеет следующие три стадии развития: яйцо, личинка, называемая иначе нимфой (живущая в воде – наяда), похожая на взрослую особь, и взрослая форма – имаго. Так развиваются клопы, стрекозы, поденки.

 Цикл развития поденки

При полном превращении наблюдаются последовательные стадии: яйцо, личинка, непитающаяся и малоподвижная куколка и, затем, имаго. Это, например, жуки, бабочки, двукрылые.

Способы передвижения водных организмов:

§  волнообразными движениями тела (черви)

§  при помощи конечностей (земноводные, водные жуки и их личинки, клопы, личинки подёнок)

§  «ракетным» способом, выбрасывая из задней кишки струю воды (личинки стрекоз)

§  с использованием пленки поверхностного натяжения воды (водомерки, жук-вертячка)

§  волнообразными сокращениями ноги (брюхоногие моллюски)

§  при помощи эпителиальных ресничек (плоские черви)

Защитные приспособления:

Наряду с такими обычными защитными реакциями и приспособлениями, как активная оборона с помощью сильных жвал (жуки-плавунцы), ядовитого укола хоботком (клоп-гладыш) или же развитие прочного панциря и острых шиловидных отростков на теле (крупные личинки стрекоз), у водных насекомых имеются дополнительные средства защиты.

Личинки ручейников, например, живут в "домиках" – трубочках, которые они сооружают из песчинок, частичек растений, мелких ракушек и т. д. Таская на себе "домики", личинки ручейников защищают себя по типу брюхоногих моллюсков, живущих в раковине.

Окраска водных насекомых также является важным защитным приспособлением, так как маскирует их в водоемах, делая невидимыми для врагов.

Стройные личинки стрекоз, поденок, плавунцов, многих комаров имеют полупрозрачное, в результате чего контуры этих личинок сливаются с окружающими предметами и водорослями (покровительственная окраска). У клопа-водомерки спинка темная, и при рассматривании сверху клоп малозаметен на фоне толщи воды. Снизу же его тело серебристо-белое, на ярком фоне поверхности воды малозаметное для хищника, который живет в толще воды. Такую же приспособительную окраску – темную спинку и серебристо-белое брюшко имеют рыбы.

Придатки на конце тела у личинок равнокрылых стрекоз и поденок (жаберные листки, хвостовые нити) служат не только для дыхания и плавания, но и несут защитную функцию. Преследующий личинку хищник ловит ее прежде всего за эти придатки, они же обладают свойством легко отделяться от тела (автотомия). Таким образом, хищнику достаются только отделившиеся придатки, а сама личинка успевает ускользнуть. Утраченные ею органы впоследствии восстанавливаются (явление регенерации).

У жука-плавунца имеется еще один способ защиты – выделение ядовитой жидкости с резким запахом. Такая жидкость молочно-белого цвета выделяется плавунцом из сочленений груди в передней части тела – у основания надкрылий в случае схватывания его тельца хищником. Поэтому жуков-плавунцов хищники не поедают.

Скачано с www.znanio.ru