Изучение некоторых представителей планктона

Лабораторная работа

«Изучение некоторых представителей планктона»

Планктон (от греч. PLANKTON - блуждающий) - совокупность организмов, населяющих толщу воды континентальных и морских водоемов и пассивно переносимых водными течениями, либо совершенно лишенных способности к самостоятельному движению, либо обладающих ею в такой незначительной степени, что не могут противостоять переносу их водой. По таксономической принадлежности планктонных организмов выделяют:

- Фитопланктон;

- зоопланктон;

- бактериопланктон.

По размерам в планктоне различают:

Ультрапланктон (в основном бактерии) - организмы величиной до нескольких ц,;

Нанопланктон (часть одноклеточных («простейших») животных, некоторые водоросли) - до 50 ц.;

Микропланктон (большая часть планктонных водорослей, некоторые животные: крупные простейшие; из многоклеточных - наиболее мелкие коловратки и различные личинки) - до 1 мм:

Мезопланктон (большая часть планктонных животных, прежде всего мелкие рачки, часть растений) - менее 1см:

Макропланктон (креветки и мизиды из ракообразных, медузы и др.)-до нескольких см:

Мегалопланктон - немногие сравнительно крупные животные - гребневик венерин пояс - до 1,5 м; сифонофоры (крупные колониальные кишечнополостные): крупные медузы: цианея - диаметром до 2 м. длина щупалец до 30 м - наиболее крупное из планктонных животных.

В зависимости от особенностей водоема различают:

1. морской планктон (наиболее разнообразен по видовому составу);
2. пресноводный планктон (менее разнообразный) разделяемый в свою очередь на озерный (лимнопланктон) и речной (потамопланктон);
3. планктон солоноватых вод, наименее разнообразный, хотя количество особей может быть очень высоко.

Фитопланктон, нуждающийся в солнечном свете, населяет поверхностный слой вторично, главным образом до 50 - 100 метров. Морской фитопланктон состоит главным образом из диатомовых водорослей и одноклеточных фотосинтезирующих "животных" жгутиконосцев (перидинеи). Пресноводный фитопланктон образован зелеными (главным образом протококковыми) и диатомовыми водорослями, цианобактериями («сине - зелеными водорослями").

Зоопланктон, как и бактериопланктон. заселяет всю толщу воды. В морском зоопланктоне преобладающую часть составляют веслоногие рачки, кроме того, исключительно обильны различные простейшие (радиолярии. фораменферы, некоторые инфузории), кишечнополостные (медузы, сифонофории, крылоногие моллюски, оболочники, разнообразные личинки морских (в том числе донных) беспозвоночных, рыб и др.; из невеслоногих ракообразных - креветки, мизиды.

В пресноводном зоопланктоне преобладают три группы: веслоногие рачки, ветвистоусые рачки и коловратки (класс первичнополостных (круглых) червей).

Фитопланктон - основной продуцент органического вещества в водоемах. Суммарная биомасса по сравнению с зоопланктоном невелика, но из-за быстрого размножения продуктивность фитопланктона на порядок выше. Обилие фитопланктона зависит от интенсивности освещения, поэтому в' водах умеренных и полярных широт проявляется сезонность в развитии планктона и колебаниях биомассы. Важнейшим фактором, влияющим на интенсивность размножения фитопланктона. является содержание в приповерхностном слое биогенных веществ (прежде всего соединений азота и фосфора). В океанах и морях наиболее продуктивны участки, где происходит подъем глубинных вод, богатых биогенами, либо прибрежные территории, куда биогены поступают с речным стоком. Избыточное поступление биогенных веществ в водоемы (эутрофикацня) вызывает т. н. 'цветение воды". Для морен наиболее важным фактором эутрофикации являются соединения азота, для пресных водоемов - фосфора.

Адаптации к условиям среды.

У многих планктонных организмов специальные приспособления, облегчающие парение в воде.

1. Уменьшение удельной плотности тела: газовые и жировые включения . студенистые ткани, пористый скелет.
2. Увеличение удельной поверхности тела: формирование различных выростов; уплощение тела и т. п.

В  холодной воде . более плотной, парение осуществлять легче, соответственно, у тепловодных организмов указанные приспособления выражены сильнее. Среди пресноводных планктонных организмов (например, у дафний) наблюдается заметные изменения формы и размеров тела в связи с сезонными колебаниями температуры воды.

Адаптации к выеданию хищниками возможны по трем принципиальным направлениям;

1. Неспецифический путь зашиты популяции - повышение скорости размножения достигается за счет, во-первых, преимущественного применения наиболее энергетически «дешевых» способов размножения, вегетативного размножения для фитопланктона и одноклеточного зоопланктона. Для большей части массовых видов представителей зоопланктона характерно преобладание партеногенеза, что также существенно повышает скорость размножения .
2. Многие (но не все) планктонные животные (например, различные рачки) совершают ежесуточные вертикальные перемещения (миграции), ночью поднимаясь в приповерхностные слои, а утром снова уходя на глубину. Такие перемещения рассматриваются как защитное приспособление от выедания планктонных организмов рыбами s т. к. последние при охоте используют, в основном, зрение. С этой точки зрения небольшие размеры тела тоже могут рассматриваться как адаптация, понижающая заметность организма для рыб - планктонофагов . 
3. Защитой от беспозвоночных план кто но фагов могут быть различные приспособления, затрудняющие захват и удержание жертвы, причем , по возможности, не повышая заметность для рыб: крупные шиповидные и гребневидные выросты панциря, «дополнительная» прозрачная студенистая оболочка вокруг тела и т. п.

Адаптации к колебаниям условий среды.

Важной адаптацией планктонных и экологически близких к ним организмов к значительным колебаниям условий обитания по сезонам является, с одной стороны, способность к быстрому размножению при благоприятных условиях, и. с другой стороны, способность образовывать устойчивые к неблагоприятным условиям (в т.ч. пересыханию водоема) покоящиеся стадо.

Летние поколения пресноводного планктона, в основном, представлены только партеногенетическим и самками. При ухудшении условий обитания в потомстве появляются самцы. Оплодотворенные яйца, отличающиеся от партеногенетических большими размерами, более плотными покровами  и др. Устойчивы к воздействию достаточно жестких условий «хранения».

вплоть до пересыхания водоема или вмерзания в лед. Переживание неблагоприятных периодов в состоянии покоящегося оплодотворенного яйца характерно для большей части коловраток и пресноводных рачков.

Общая характеристика некоторых представителей планктона

1. Царство Zoa (Животные).

Подцарство Protozoa (Простейшие или одноклеточные).

 Тип Sarcomastigophora (Саркожгутиковые).

Класс Phvtomastigina (Раститльные жгутиконосцы или фнтомастигины); (Колониальные фнтоиастигнны).

Volvox aureus (Вольвокс золотистый).

Царство Plantae Vegetabilia        (Растения)

Подцарство Algae (Настоящие водоросли)

Отдел Chlorophyta (Зеленые водоросли)

Класс Volvocophyceae (Вольвоксовые) Volvox aureus

 Вольвокс золотистый

Несколько видов рода Volvox - частные обитатели небольших пресноводных водоемов. Вольвоксы образуют крупные шаровидные колонии. У наиболее часто встречающегося вида Volvox aureus диаметр колоний равен 500 - 850 мкм. н в колонии входит 500 - 1000 отдельных клеток. Основная масса колонии состоит из студенистого вещества, образующееся в результате ослизнения клеточных оболочек. Самый наружный слой1 его - плотный кожистый, придающий всей колонии значительную прочность. Центральные части студенистого вещества гораздо менее плотной консистенции - они полужидкие. Клетки колонии располагаются в периферическом слое. Каждая клетка имеет два жгутика одинаковой длины, хроматофор с хлорофиллом в цитоплазме, сократительные вакуоли, на переднем конце тела стигма или глазок красно-коричневого цвета для восприятия светового раздражения. В колонии вольвокса отдельные особи не вполне изолированы друг от друга, они связаны между  собой тончайшими цитоплазматическими мостиками. Движение вольвокса осуществляется благодаря совместному действию жгутиков.

2. Царство Zoa (Животные).

Подцарство Protozoa (Простейшие или Одноклеточные).

Тип Sarcomastigophora (Саркожгутиковые).

Класс Phytomastigina (Растительные жгутиконосцы).

Отряд Eugienoidea (Эвглеиовые).

Eugiena viridis (Эвглена зеленая) или

Царство Plantae (Растения).

Под царств о Algae (Настоящие водоросли).

Отдел Euglenophyta (Эвгленовые).

Euglena viridis (Эвглена зеленая).

Многочисленные виды отряда эвгленовых хорошо распространены в пресноводных водоемах, особенно часто они встречаются в загрязненных водах. Эвглены снабжены одним жгутиком. В передней части их расположены сократительная вакуоль и ярко-красный глазок (стигма). В цитоплазме находятся зеленые хроматофоры, содержащие хлорофилл. Наружный слон цитоплазмы образует пелликулу, имеется одно ядро с крупным Ядрышком. Эвглена способна менять характер питания и обмена веществ в зависимости от условий среды (переходят от автотрофного к гетеротрофному питанию). Часто, развиваясь в загрязненных водах, где имеется большое количество растворенных органических веществ, эвглены сочетают оба типа питания.

3. Царство Zoa (Животные).

Полнарство Protozoa (Простейш ие или Одноклеточные).

Тип Infusoria (Инфузории).

Класс Ciliata (Ресничные инфузории).

Отряд Holotricha (Равноресничные).

Paramecium caudatum (Инфузория туфелька).

Инфузории туфельки широко распространены в мелких пресноводных водоемах. Все цитоплазматическое тело инфузории отчетливо распадается на два слоя: наружный (эктоплазма) - более светлый и внутренний (эндоплазма) - более темный и зернистый. Эктоплазма ифузорий (кортекс) обладает сложной структурой. Ее периферическая часть, граничащая с наружной средой, представляет собой эластичную двойную мембрану - пелликулу. На одной стороне, приблизительно посередине тела, у туфельки имеется довольно глубокая впадина - ротовая, или перистом. Инфузория туфелька имеет пищеварительные и сократительные вакуоли. Сократительных вакуолей у туфельки две. они расположены в передней и задней трети тела. Ядерный аппарат у инфузории туфельки представлен макронуклеусом (большое массивное ядро яйцевидной или бобовидной формы) и микронуклеусом (ядро меньших размеров).

 

4. Царство Zoa (Животные).

Подцарство Metazoa (Многоклеточные).

Надраздел Eumetazoa (Настоящие многоклеточные).

Раздел Triploblastica (Трехслойные) [Bilateria

(Двусторонне - симметричные) ].

Тип Nemathelmmthes (Первичнополостные или Круглые черви).

              Класс Rotatoria (Коловратки).

 

Коловратки - своеобразная группа в основном пресноводных микроскопических животных типа Neimithclminthes. Коловратки - самые мелкие из многоклеточных животных ( от 0,04 до 2 мм ). Наиболее типичными образованиями, по которым можно отличить коловраток от других животных, являются коловращательный аппарат и жевательная глотка - мае гак с. Коловращательный аппарат представляет собой совокупность расположенных на переднем конце тела ресничек, которые своим биением вызывают коловращение. Этот ресничный аппарат служит для передвижения н захвата пищи. Мастакс - расширенная передняя часть пищеварительной трубки (глотки) со специальной мускулатурой, с железами и нервами. Внутри мастакса находится сложно устроенный жевательный аппарат из твердых частей, называемых челюстями. Тело коловраток покрыто кожей, состоящей из двух слоев : гиподермы, представленной живыми клетками, сильно вытянутыми и слившимися друг с другом, и. снаружи ог них. кутикулы образованной гиподермой.

Коловратки питаются водорослями, бактериями и детритом, кроме того, есть хищники, питающиеся животными - простейшими и другими коловратками (род Asplanchnu), но хищники могут питаться и водорослями. Подавляющее большинство коловраток полифаги, т. е. мало ограниченные в своем выборе пиши.

В процессе эволюции у коловраток выработались самые разнообразные приспособления к различным условиям существования. Такая пластичность организации содействовала тому, что коловратки населяют не только разнообразные пресные, солоноватоводные и соленые бассейны как с очень высокой, так и с очень низкой температурой воды, но многие из них приспособились к существованию в местах, где вода бывает или в ничтожном количестве, или только временно в прибрежном песке водоемов, во мху, в лесной подстилке, в дуплах деревьев, в почве. Основная масса видов коловраток населяет пресные водоемы, в морях коловраток мало.

5. Царство Zoa (Животные).

Подцарсгво Metazoa (Мнооклеточные).

Надраздел Eumetazoa (Настоящие могоклеточные).

Раздел Trip lob lastica (Трехслойные) [Bilateria

(Двусторонне - симметричные) ]

Тип Arthropoda (Членистоногие).

Подтип Diantennata (Двупарноусые) [Branchiata (Жабродышащие)].

Класс Crustacea (Ракообразные).

Подкласс Dranchioj;oda (Жаброногне).

Отряд Pliyllopoda (Листоногие)

Подотряд Cladocera (Ветвистоусые).

Daphnia magna

Подавляющее большинство видов ветвистоусых обитает и пресных водах, но есть и несколько морских видов. Размеры этих рачков незначительны, обычно меньше 1 мм, редко до 5 мм. Тело большинства ветвистоусых ракообразных, например дафнии, заключено в хитиновую полупрозрачную двустворчатую раковинку, а голова вытянута в направленный вниз клюв, или рострум. На лобной части головы расположен непарный фасеточный глаз. Под рострумом прикрепляются палочковидные, обыкновенно относительно маленькие передние антенны. Зато задние антенны непропорционально велики по сравнению с телом. Они двуветвисты, причем каждая ветвь снабжена длинными перистыми щетинками. Задние антенны служат основным органом передвижения ветвистоусых. На нижней поверхности головы находится рот, окруженный спереди верхней губой, с боков жвалами и сзади челюстями. Грудной отдел ветвистоусых укорочен и, судя по числу пар ножек, состоит из 4-6 сегментов. Грудные ножки служат для отфильтровавания мелких взвешенных в воле частиц, которыми рачки питаются. В соответствии с этим лопасти грудных ножек снабжены многочисленными перистыми щетинками, образующими вместе фильтрационный аппарат. Ножки совершают до 300- 500 взмахов в 1 мин.