Адаптивные особенности водных животных
У животных, обитающих в водной среде, по сравнению с растениями, адаптивные особенности более многообразны. К ним относятся такие, как анатомо-морфологические, поведенческие, физиологические и другие.
Животные, обитающие в толще воды, обладают в первую очередь приспособлениями, которые увеличивают их плавучесть и позволяют противостоять движению воды, течениям. Донные же организмы вырабатывают приспособления, которые препятствуют поднятию их в толщу воды или уменьшают плавучесть, что позволяет удержаться на дне, включая быстро текущие воды.
У мелких форм, живущих в толще воды, отмечается редукция скелетных образований. Так, у простейших (Radiolaria, Rhisopoda) раковины обладают пористостью, кремневые иглы внутри скелета полые. Удельная плотность гребневиков (Ctenophora), медуз (Scyphozoa) уменьшается благодаря наличию воды в тканях. Скопление капелек жира в теле (ночесветки – Noctiluca, радиолярии – Radiolaria) способствуют увеличению плавучести. Крупные скопления жира наблюдаются у некоторых ракообразных (Cladocera, Copepoda), рыб и китообразных. Плавательные пузыри, наполненные газом, которые имеют многие рыбы, снижают удельную плотность тела, и тем самым повышают плавучесть. У сифонофор (Physalia, Velella) развиты мощные воздухоносные полости.
Для животных, пассивно плавающих в толще воды, характерно не только уменьшение массы, но и увеличение удельной поверхности тела. Это связано с тем, что чем больше вязкость среды и меньше удельная поверхность тела организма, тем он медленнее погружается в воду. У животных уплощается тело, на нем образуются шипы, выросты, придатки.
Активное плавание происходит с помощью ресничек, жгутиков, изгибания тела (простейшие, ресничные черви, коловратки). Распространено плавание реактивным способом за счет энергии выбрасывания струи воды (головоногие моллюски, медузы, личинки стрекоз, простейшие). У крупных животных нередко имеются специализированные конечности (плавники, ласты), тело обтекаемой формы и покрыто слизью, что важно для преодоления сопротивления воды.
Большая группа животных, в основном пресноводных, при передвижении использует поверхностное натяжение пленки воды (клопы водомерки, жуки вертячки и др.).
У прикрепленных животных плотность тела больше плотности воды и есть специальные приспособления для прикрепления к субстрату. Среди прикрепленных животных наиболее характерны губки, гидры, коралловые полипы, морские лилии, усоногие раки, двустворчатые моллюски. Среди роющих животных особенно много червей, личинок насекомых, моллюсков, некоторых рыб (камбаловые, скаты).
Большинство гидробионтов пойкилотермны, а у гомойотермных млекопитающих развит мощный слой подкожного жира, выполняющего теплоизоляционную функцию.
По отношению к давлению различают виды стенобатные и эврибатные. У глубоководных животных есть приспособления к высокому давлению и жизни на глубине: увеличение размеров тела, отсутствие известкового скелета, часто – редукция органов зрения, усиление развития рецепторов осязания, отсутствие пигментации тела, или, наоборот, темная окраска.
Поддержание определенного осмотического давления и ионного состояния растворов в теле животных осуществляется сложными механизмами вводно-солевого обмена. Однако, большинство гидробионтов пойкилоосмотичны, то есть осмотическое давление в их теле зависит от концентрации растворенных в окружающей воде солей. Гомойосмотичны лишь позвоночные, высшие раки, насекомые и их личинки – они сохраняют постоянное осмотическое давление в теле, независимо от солености воды.
Осморегуляторные механизмы у морских беспозвоночных несовершенны, так как соленость морской воды близка к солености жидкостей тела. У пресноводных беспозвоночных механизмы осморегуляции выражены хорошо. Наиболее распространенный способ – удаление поступающей в организм воды с помощью сократительных вакуолей и органов выделения.
Пресноводные рыбы удаляют избыток воды усиленной работой выделительной системы, а соли поглощают через жаберные лепестки. Морские рыбы, наоборот, вынуждены пополнять запасы воды, и поэтому пьют морскую воду, а избытки солей выводят из организма через жаберные лепестки.
Целый ряд гидробионтов обладает особым характером питания. Это отцеживание или осаждение взвешенных в воде частиц органического происхождения. Такой способ питания не требует больших затрат энергии на поиски пищи и характерен для пластинчатожаберных моллюсков, сидячих иглокожих, асцидий, планктонных раков и других.
Животные-фильтраторы играют важную роль в биологической очистке водоемов.
В связи с быстрым затуханием световых лучей в воде жизнь в постоянных сумерках или во мраке сильно ограничивает возможности зрительной ориентации гидробионтов. Звук в воде распространяется быстрее, чем в воздухе, и ориентация на звук у гидробионтов развита лучше зрительной. Отдельные виды улавливают также ультразвуки. Китообразные отыскивают пищу и ориентируются при помощи эхолокации – восприятия отраженных звуковых волн.
Известно около 300 видов рыб, которые способны генерировать электричество и использовать его для ориентации и сигнализации. Ряд рыб использует электрические поля для защиты и нападения (электрический скат, электрический угорь и др.).
Всем водным организмам свойственен самый древний способ ориентации – восприятие химизма среды. Хеморецепторы многих гидробионтов очень чувствительны.