скачать книгу бесплатно
Пiдводний свiт
Інга Юрiiвна Романенко
Марiя Олександрiвна Панкова
Шкiльна бiблiотека. Дитяча енциклопедiя
Книжка "Пiдводний свiт" продовжуе серiю дитячих енциклопедiй видавництва Фолiо. Вона розповiдае про найрiзноманiтнiших мешканцiв гiдросфери, якi належать до рiзних класiв та родiв, але всiх iх об"еднуе одне: життя цих тварин та рослин тiсно пов"язане з водою.
М. Панкова
Пiдводний свiт
І. Планета вода
Восьме диво свiту
Якщо ми поглянемо на нашу планету з космосу, основним ii кольором буде блакитний. Океани та моря, рiчки та озера, льодовики та гейзери створюють одну з оболонок Землi, яку називають гiдросферою. В пiдручниках з географii написано, що вода займае 71% земноi поверхнi. Чому ж тодi ми називаемо нашу планету Землею? Води ж значно бiльше? Вiдповiдь дуже проста: людина у водi жити не може. Ми робимо невеликi екскурсii до пiдводного свiту, ми користуемося його скарбами, але переселитися до нього навiть не мрiемо. А ось тi iстоти, про яких пiде мова у цiй книжцi, назвали б свiй свiт iнакше: планета Вода. У пiдводному свiтi е все, що й у звичайному: день i нiч, рiки та гори, рослини й тварини. Але умови iхнього iснування все-таки вiдрiзняються вiд тих, до яких ми звикли.
Що таке вода? Запитайте про це людей рiзних професiй i отримаете дуже рiзнi вiдповiдi. Бiологи скажуть вам, що вода – чи не найголовнiша умова iснування життя на Землi, колиска еволюцii.
Медики зазначать, що мiнеральнi води – це природнi лiки, а брудна вода – розсадник хвороб, тому ii треба кип’ятити. Хiмiки назвуть вам ii формулу: два атоми водню та один – кисню. Вони скажуть, що вода – це рiдина, яка не мае власного смаку, кольору та запаху. Чому ж нашi рiчки, озера та моря непрозорi, а кольоровi?
Бiльша часшна запасiв води на Землi – це солона вода океанiв (97 %). На долю прiсноi води залишаеться тiльки 2 %, але насправдi наземнi мешканцi можуть користуватися ще меншою ii кiлькiстю: майже половина цих запасiв «законсервована» у льодовиках Гренландii та Антарктиди.
Ми ж знаемо, що на мапi е Червоне, Бiле та Жовте море. Причини забарвлення води можуть бути дуже рiзнi. По-перше, вода – майже унiверсальний розчинник. Вона здатна розчиняти бiльше солей та iнших речовин, нiж будь-яка рiдина. Крiм того, вода може окислювати майже всi метали та розкришувати навiть наймiцнiшi гiрськi породи. Ось цi породи та речовини, принесенi рiчками до Жовтого моря, i забарвлюють його води. З Червоним морем все iнакше. Його колiр – наслiдок перiодичного цвiтiння маленьких водоростей (цiкавий факт: водоростi мають назву синьо-зелених, а море – Червоне!). А Бiле море так назвали тому, що 200 днiв на рiк воно вкрите кригою.
Деякi властивостi води настiльки незвичайнi, що треба сказати про них хоча б декiлька слiв. Перша вiдмiннiсть води – те, що це едина на Землi речовина, яку в природних умовах можна зустрiти i в твердому, i в рiдкому, i в газоподiбному станi. Для кожного стану води ми маемо окремi слова: рiдину називаемо водою, тверду воду – кригою або снiгом, а газоподiбну – парою. Перехiд з одного стану до iншого у води також не зовсiм такий, як у iнших речовин. Ми знаемо, що всi тiла при охолодженнi зменшуються. Але якщо налити у пляшку води, щiльно закрити пробкою i покласти на мороз, то лiд або видавить пробку, або розiрве пляшку. Об’ем льоду буде бiльшим, нiж об’ем води, яку ми налили у пляшку. А сам вiн буде легшим за воду. Це вiдбуваеться тому, що при замерзаннi вода змiнюе молекулярну структуру. Якби було iнакше, то лiд би заповнив усi моря та океани вiд дна до поверхнi.
Водне середовище мае ще декiлька властивостей, якi впливають на життя йогомешканцiв. Основнi зних – це прозорiсть, густина, електропровiднiсть (здатнiсть про водити електричний струм).
Температура води у Свiтовому океанi неоднакова: вiд – 2 до + 30 градусiв за Цельсiем. У прибережних водах Перськоi затоки вона може прогрiватися навiть до 36 градусiв тепла. А найнижчу температуру спостерiгають у морi Ведделла, в Антарктицi. Втiм, значна кiлькiсть води бiльш однорiдна: три чвертi загального об’ему води мають температуру вiд нуля до шести градусiв тепла.
Прозорiсть води вимiрюють за допомогою бiлого диска дiаметром 30 см. Його опускають у воду та вiдстежують, на якiй глибинi його буде ще видно. Найбiльша прозорiсть була зареестрована у Саргасовому морi: диск було видно на глибинi 65 м. Зрозумiло, у каламутнiй водi свiтло поглинаеться набагато сильнiше: диск «щезае» вже через кiлька десяткiв сантиметрiв.
Вiд прозоростi води залежить насамперед забезпечення рослин та тварин свiтлом. У морях iз прозорою водою слабке синьо-зелене свiтло, що його може сприйняти людське око, видно на глибинi 800 м. Чутливi прилади фiксують його трохи глибше – до кiлометровоi глибини.
Мабуть, ви помiтили, що у водi ваше тiло стае легшим, нiж на сушi. Це тому, що вода густiша за повiтря майже у 800 разiв. Вона виштовхуе на поверхню предмети, якi мають меншу густину. Велике значення мае пло-щина тiл на яку дiе з виштовхувальна сила води: чим вона бiльша тим сильнiше вода буде «пiдтримувати» тiло. Але густина води стае перешкодою для швидкостi руху: спробуйте побiгати у водi, i ви вiдчуете, що всi рухи стають повiльнiшими. Для того, щоб подолати опiр водного середовища, потрiбна так звана обтiчна форма тiла. Подивiться на малюнки, i ви побачите, що форму багатьох сучасних суден людина перейняла у мешканцiв пiдводного свiту.
Свiтло у водi та в повiтрi вiдбиваеться неоднаково. Тому, коли ми пiрнаемомаскою, всi пiдводнi предмети та iстоти здаються бiльшими на третину.
Густина води змiнюеться в залежностi вiд ii температури, солоностi та тиску. Чим нижче температура, вище солонiсть та тиск, тим густiшою стае вода. До речi, пiд солонiстю вченi розумiють не кiлькiсть солi у водi, а загальну кiлькiсть розчинених у нiй речовин. До складу морськоi води входять 72 хiмiчнi елементи. Найбiльш поширенi з них – хлор, натрiй, магнiй, сiрка, кальцiй, калiй, бром, вуглець, стронцiй та бор. Решта елементiв розчинена в дуже невеликiй кiлькостi.
Велике значення мае наявнiсть у водi розчиненого кисню, яким дихають воднi тварини. Звiдки ж вiн береться? Виявляеться, киснем пiдводний свiт забезпечують рослини за допомогою фотосинтезу. Цей процес розпочався приблизно три мiльярди рокiв тому. Нинi знайдеться небагато куточкiв пiдводного свiту, у яких кисню не вистачае. Але в теплих водах його менше, нiж у холодних.
Завдяки тому, що вода мае бiльшу густину, нiж повiтря, звук у пiдводному свiтi розходиться швидше та краще (середня швидкiсть поширення звуку в водi становить 1500 м/сек). Саме тому пiд час риболовлi потрiбно сидiти дуже тихо – незвичнi звуки можуть налякати рибу.
На глибинах важливу роль вiдiграе пiдводний тиск. Тиск води набагато сильнiший за тиск повiтря. Через кожнi 10 метрiв вiн зростае на одну атмосферу (це означае, що на кожний квадратний сантиметр поверхнi додаеться тиск, який дорiвнюе одному кiлограму). На кiлометровiй глибинi тиск становить 100 атмосфер. Цього досить, щоб опущений на цю глибину шматок дерева стиснувся вдвiчi. Саме тому пiдводнi апарати – батискафи, батисфери та субмарини – захищають дуже товстим шаром з наймiцнiшоi сталi.
У морськiй водi розчиненi також дорогоцiннi метали. Наприклад, золота в океанi стiльки, що його вистачило б, щоб зробити мiльярдерами всiх людей на планетi. Щоправда, дешевого способу видобування «морського» золота поки що не iснуе, а коли його придумають, саме золото значно подешевшае.
Здатнiсть води проводити електричний струм використовують воднi тварини. Деякi з них за допомогою електрики орiентуються у просторi, iншi спiлкуються, а дехто пристосував електричну енергiю для полювання (докладнiше про це ми розповiмо в наступних роздiлах).
Залишаеться тiльки дивуватися, як першi рослини та тварини змогли подолати рiзницю мiж водою та сушею – настiльки цi свiти рiзнi. Давайте простежимо, як i коли це сталося.
Джерело життя
Життя на нашiй планетi виникло у водi. І дерева, i квiти, i птахи, i рептилii, i ми з вами походимо вiд прадавнiх органiзмiв, що з’явилися 4,5 мiльярди рокiв тому. Цi iстоти мали дуже простий склад тiла, вони сприймали навколишнiй свiт усiею поверхнею тiла i ще не вмiли анi бачити, анi чути. Ноги, хвости, очi та вуха з’явилися набагато пiзнiше. Отже, коли ми називаемо тварин нашими меншими братами, то майже нiчого не вигадуемо. Окрiм того, це ще питання, кого вважати старшим: деякi з наших сусiдiв на планетi з’явилися набагато ранiше, нiж перша людина. Першi мешканцi планети плавали у водi, вiддавшись на волю течii та вiтрiв. Потiм вони почали пристосовуватись до навколишнього середовища, стали несхожими одне на одного.
Еволюцiя рослинного та тваринного свiту – це дуже довгий процес, який тривае мiльйони, а iнодi навiть мiльярди рокiв. Чому ж так довго? Щоб зрозумiти це давайте простежимо за тим, якутворюються рiзнi види. Отже, ми маемокрихiтну амебоподiбнуiстоту, яка вiльно плавае у водному просторi.
Легенди про народження життя у водi е в багатьох народiв. Майже всi вонипочинаються з того, що колись у давнину вся земля була вкрита океаном. Навiть у Бiблii перед створенням свiту Дух Божий лiтав над водами.
У кожноi такоi iстоти е властивостi, однi з яких кориснi для неi, iншi – нейтральнi, а третi – шкiдливi (у сучасних тварин властивостi також подiляються на групи; шкiдливою для тварин може стати вiдсутнiсть забарвлення, яка заважае iхньому маскуванню). Спочатку всi iстоти знаходяться в однакових умовах, тому з ними нiчого не дiеться. Але раптом навколишнi обставини змiнюються. Наприклад, частина цих тварин потрапляе в течiю. Постiйний струмiнь води починае впливати на iхнi тiла, i тут спрацьовуе процес пристосування. Деякi тварини намагаються осiсти на дно, де течiя не така сильна. Іншi «вчаться» рухатися швидше, щоб якось протистояти струменю води. Тi з них, хто найкраще пристосовуеться до нових умов, рiдше гинуть i можуть дати бiльше потомства. Серед iхнiх нащадкiв також виживають тi, хто найкраще пристосувався до навколишнього середовища. Таким чином тi властивостi, якi кориснi для даного виду, накопичуються вiд поколiння до поколiння. Якщо через кiлька тисячолiть ми подивимося на двох родичiв, то побачимо, що в них рiзна форма тiла. Тi, хто залишився у воднiй товщi, нагадують кульки з нiжками, а мешканцi дна бiльш сплюснутi.
Але все це – тiльки перший крок. Спочатку тварини споживають готовi речовини, якими насичена вода. Та коли вони надто сильно розмножуються, iжi на всiх не вистачае. Тому бiльшi «амеби» починають поiдати менших. iхнiй зрiст i вага збiльшуються. Щоб решта тварин не загинула, вони починають розмножуватися швидше. Деякi iстоти вчаться використовувати енергiю сонячних променiв (фотосинтез) або хiмiчнi реакцii (хемосинтез). І все це – дуже повiльно, крок за кроком, поколiння за поколiнням. Нарештi кiлькiсть переходить у якiсть: з’являються тварини та рослини.
Якби ми сiли в машину часу i повернулися б на 2 600 мiльйонiв рокiв назад, Дiатомова водорiсть то океан здався б нам мертвим: анi риб, пiннулярiя анi медуз, над водою не лiтають птахи, не виповзають на узбережжя краби… Але насправдi в цей час у морi йшла велика робота. Розмножувалися залiзотворнi бактерii (саме iм ми завдячуемо появою запасiв залiзних руд), у водному просторi плавали першi представники фiтопланктону – крихiтнi рослини. Бактерii з того часу майже не змiнилися, але iншi мешканцi пiдводного свiту пройшли довгий шлях у своему розвитку. Протягом мiльйонiв рокiв вiдбувалося поступове ускладнення органiзмiв. Одними з перших виникли синьо-зеленi водоростi. Серед них були i одноклiтиннi органiзми, i багатоклiтиннi, якi нагадували тоненькi довгi нитки. Цi водоростi брали участь в утвореннi деяких геологiчних порiд (переважно вапнякiв). Дуже цiкавими жителями прадавнiх морiв були дiатомовi водоростi. Вони мали зовнiшнiй скелет, який нагадував коробочку з кришечкою. Коли дiатомеi розмножувалися, то просто дiлилися навпiл, i кожна нова водорiсть отримувала половинку захисноi оболонки. Щоправда, подiл був нерiвним: одним дiатомiтам дiставалася «коробочка», а iншим – «кришечка», трохи менша за розмiром. Другу половинку потрiбно було виростити самостiйно. Коли життя дiатомей закiнчувалося, коробочки та кришечки опускалися на океанське дно. Протягом мiльярдiв рокiв вони накопичувалися, твердiли i утворювали породу, яку так i називають – дiатомiт. Шари дiатомiту iнодi бувають 100 м завтовшки. Дiатомiти iснують i зараз. iх можна зустрiти не тiльки у водоймах, але й у грунтi i навiть на скелях.
Близько 700 мiльйонiв рокiв тому в океанi з’явилися безхребетнi тварини: кишковопорожниннi, анелiди, артроподи, безчерепашковi молюски, погонофори. Ще через 130 мiльйонiв рокiв в океанi стався справжнiй вибух нових видiв. Виникло багато нових органiзмiв: трилобiти, двостулковi та черевоногi молюски, хiолiти, брахiоподи iз хiтиновим скелетом, губки та корали.
Протягом наступних 100 млн рокiв життя пiдводного свiту збагатилося ще бiльше. З’явилися морськi лiлii, морськi iжаки, головоногi. Двостулковi молюски продовжували iнтенсивно розвиватися. Серед рослин найбiльш поширеними залишалися синьо-зеленi водоростi, але виникли першi плауни, якi почали опановувати сушу.
Наступним кроком стала поява панцирних риб, ракоскорпiонiв. Це сталося близько 440 млн рокiв тому. Прiснi водойми заповнили гiгантськi прiсноводнi рослини нематофiтони, почалося розповсюдження кiльчастих, сифонових, бурих водоростей. Настав розквiт граптолiтiв. Цi тварини селилися колонiями, якi мали форму кущiв, дерев, сiтчастих споруд i двошаровий зовнiшнiй скелет. Вони вимерли 350 млн рокiв тому.
На змiну вимерлим iстотам прийшли новi. У водному свiтi розповсюдилися панцирнi риби птерасписи, кокостеуси, птерихтиси. Згодом виникли першi земноводнi— стегоцефали – та першi рептилii – котилозаври. В морях широко розповсюдилися головоногi молюски, брахiоподи, рiзноманiтнi голкошкiрi, дводишнi та кистеперi риби, а також чотирипроменевi та трубчастi корали.
Наступнi змiни у свiтовому океанi, якi сталися приблизно 230 млн рокiв тому, пов’язанi з динозаврами. Вони ще не остаточно порвали з морською стихiею, тому бiльшiсть цих велетнiв час вiд часу поверталася до води. Сушу засвоювали i прадавнi амфiбii (мастодонозаври), i рептилii (платеозаври, котласii, динозаври). У цей перiод одними з найстрашнiших хижакiв були гiгантськi крокодили – белодони. В морях також було чимало велетнiв: iхтiозаври та плезiозаври. Тi мешканцi пiдводного свiту, якi «народилися» ранiше, продовжували розмножуватися та вдосконалюватися.
Приблизно через 50 млн рокiв у водi оселилися новi мешканцi: амонiти, белемнiти, тригонii, неринii. Всi вони належали до безхребетних. Рештки белемнiтiв i сьогоднi можна побачити у вiдкладеннях вапняних порiд. iх називають «чортовими пальцями».
Подальшi «революцii» в тваринному свiтi проходили на суходолi. А в морях та рiчках розповсюджувалися тi види, що виникли ранiше, деякi з них зникали, iншi займали свое мiсце у водному свiтi.
Коли йдеться про давнiх мешканцiв, ми чомусь вiдразу уявляемо собi рештки панцирiв та черепашок, експонати зоологiчних музеiв та сторiнки пiдручникiв. Але це не зовсiм так. По-перше, значна бiльшiсть пiдводних мешканцiв, якi жили в давнину, зустрiчаеться i сьогоднi.
На сьогоднiшнiй день вiдомо 150 тис. видiв живих iстот, якi мешкають у морях та океанах.
Порiвняно недавно виникли тiгаки костистi риби, якi сьогоднi переживають перiод розквiту. По-друге, навiть тi тварини, яких вважали вже давно не iснуючими, не обов’язково щезли з пiдводного царства. Яскравим прикладом може служити латимерiя. До 1938 року вона числилася серед вимерлих видiв. Латимерii вважаються предками усiх земноводних. iхнi плавцi дуже сильнi i трохи нагадують кiнцiвки прадавнiх амфiбiй. Вимерлими вважали i клас молюскiв моноплакофорiв. iхнi черепашки з вiдбитками м’язiв дослiдники знаходили часто, а в 1952 роцi побачили i живого представника цих тварин. Усе це свiдчить про те, що ми вiдкрили далеко не всi таемницi океану, i попереду нас чекае чимало сюрпризiв.
Навiщо потрiбна класифiкацiя живих iстот?
Для того, щоб орiентуватися у безмежному рiзноманiттi живих iстот, якi мешкають на нашiй планетi, потрiбно мати певну схему. Вченi багато разiв робили спроби якось об’еднати рiзнi види тварин. Результат iхнiх зусиль виявився дуже плiдним. Усi живi iстоти були подiленi на двi великi групи: тварин та рослин. Кожна з цих груп мае власнi пiдроздiли, якi розгалужуються, наче паростки. Для того, щоб зрозумiти, яким чином це вiдбуваеться, давайте розглянемо класифiкацiю тваринного свiту.
Усi тварини подiляються на типи. В тваринному свiтi розрiзняють такi типи:
1. Найпростiшi.
2. Губки.
3. Кишковопорожниннi.
4. Плоскi черви.
5. Круглi черви.
6. Кiльчастi черви.
7. Молюски.
8. Членистоногi.
9. Голкошкiрi.
10. Хордовi.
Кожен з цих типiв мае пiдроздiли, що поеднують тварин, якi мають спiльних предкiв та будова яких вiдповiдае певному «плану». Наприклад, до молюскiв входять три класи: черевоногi, двостулковi та головоногi. А до членистоногих вiдносять такi класи: ракоподiбнi, павукоподiбнi та комахи.
Класи, в свою чергу, подiляються на так званi ряди. Тварини, якi входять до одного ряду, мають мiж собою набагато бiльше спiльного, нiж тi, хто входить тiльки до того ж самого класу. Наприклад, до типу хордових належать такi рiзнi iстоти, як черепахи, птахи, риби. Вони мають загальну для всiх ознаку: наявнiсть хребта, якого в iнших типiв немае. Але всi цi тварини настiльки рiзнi, що iхня схожiсть майже непомiтна. Зовсiм iнакше у класах. Якщо ви побачите дятла та, скажiмо, синицю, ви легко здогадаетесь, якi риси е спiльними для цих iстот.
Ряди поеднують, якщо можна так сказати, дуже близьких родичiв. До класу рептилiй входить три ряди: лускатi, черепахи та крокодили. Кожен ряд об’еднуе зазвичай кiлька видiв. Їхня кiлькiсть може коливатися вiд двох до кiлькох тисяч.
Загальну картину тваринного свiту можна побачити на простiй схемi (у дужках наводяться типовi представники класiв або рядiв):
Тип Найпростiшi
Саркодовi (амеба, дизентерiйна амеба)
Джгутиковi (трипаносоми, лейшманii, лямблii)
Споровики (малярiйний плазмодiй)
Інфузорii (iнфузорiя туфелька)
Тип Губки
Тип Кишковопорожниннi
Класи гiдроiдних i сцифоiдних
Гiдра прiсноводна
Корали
Тип Плоскi черви
Клас Вiйчастi черви (планарiя молочно-бiла)
Клас Сисуни, або Трематоди (печiнковий сисун, котячий сисун)
Клас Стьожковi черви, або Цестоди (бичачий та свинячий цiп’як, широкий стьожак)
Тип Круглi черви
Клас Нематоди, або Круглi черви (фiтонематоди; свиняча аскарида, кiнська аскарида, людська аскарида, гострик, трихiнела)
Тип Кiльчастi черви
Клас Багатощетинковi черви (пiсковиця)
Клас Малощетинковi черви (австралiйський земляний черв’як, дощовi черв’яки, трубочник)
Клас П’явки (медична п’явка)
Тип Молюски
Клас Черевоногi (рапана, виноградний слимак, голий слизняк, котушка рогова, п’явушник)
Клас Двостулковi (беззубка, перлiвниця, морський гребiнець, устриця, мiдiя, корабельний черв’як)
Клас Головоногi (наутилус, каракатиця, восьминiг)
Тип Членистоногi
Клас Ракоподiбнi (ряди Десятиногi раки, Рiвноногi раки, Гiллястовусi, Веслоногi, Коропоiди)
Клас Павукоподiбнi (ряди Павуки, Клiщi)
Клас Комахи (ряди Таргани, Термiти, Прямокрилi, Вошi, Клопи, Рiвнокрилi, Бабки, Жуки, Метелики, Перетинчастокрилi, Двокрилi, Блохи)
Тип Голкошкiрi
Тип Хордовi
Клас Круглоротi (угорська та украiнська мiнога)
Клас Хрящовi риби (ряди Акули, Скати)
Клас Костистi риби (ряди Осетровi, Оселедцевi, Лососевi, Коропоподiбнi, Окунеподiбнi)
Клас Земноводнi, або Амфiбii (ряди Хвостатi земноводнi, Безхвостi земноводнi)
Клас Плазуни, або Рептилii (ряди Лускатi, Черепахи, Крокодили)
Клас Птахи (надряди Безкiлевi птахи, Пiнгвiни, Кiлегрудi птахи)
Кiлегрудi птахи (ряди Куринi, Гуси, Дятли, Соколинi, Сови, Лелеки, Журавлi, Горобинi)
Клас Ссавцi, або Звiрi (надряди Яйцероднi, сумчастi i плацентарнi)
Плацентарнi (ряди Комахоiднi, Рукокрилi, Гризуни, Зайцi, Хижi, Ластоногi, Китоподiбнi, Парнокопитнi, Непарнокопитнi, Примати)
