Су жануарларының экологиялық сипаты
4.1.1 Тіршілік ортасы ретінде судың экологиялық ерекшелігі
Су тірі ағзалардың құрамында ең мол кездесетін, ең қарапайым химиялық зат. Жасуша цитоплазмасының 70%, медуза салмағының 95%, ұлудың 92%, бактериялардың 76-86%, адамның салмағының 70%-ын су иеленеді.
Су – тіршілікті демейтін, тіршілік үшін бірден бір қолайлы жағдайларды өзіне қалыптастырған орта. Судың тіршілік үшін қолайлы болуының себебі, біріншіден судың физикалық қасиеттеріне байланысты. Жер шарындағы заттардың ішінде табиғи жағдайда сұйық (су), қатты (мұз) және газ (бу) деген үш түрге айнала алатындығы судың негізгі қасиетінің бірі. Судың физикалық қасиеттерінен атайтын болсақ оның молекуласының ассиметриялық құрылымда болуының биологиялық, экологиялық үлкен мәні бар. Молекуласы симметриялы емес болғандықтан оның оң және теріс зарядтарының ауырлық орталығы ешбір сәйкесіп қабаттаспайды. Сондықтан да судың молекуласы тұрақты электромагниттік қасиет сақтайды. Электромагниттік қасиеті тұрақты сақталатындықтан су басқа көптеген заттарды ерітіп (ыдыратып), ағзаға қажетті көптеген реакциялардың жүрілуіне мүмкіндік туғызады. Судың әмбебап еріткіш бола алатынының негізі де осында.
Су тірі ағзаның денесінде бос және байланысқан су деген екі түрде кездеседі. Ағзадағы судың басым бөлігі (шамамен 95%) басқа заттармен қосылыс түзбей, бос түрде кездеседі. Бос су ағзада үздіксіз жүрілетін әртүрлі реакциялардың ортасы ретінде және химиялық заттармен әрекеттесіп оларды еріткіш ретінде маңызды рөл атқарады. Реакциялардың нәтижесінде ағзада пайда болған керексіз заттарды сыртқа бөліп шығаруға да бос су жұмсалады. Сутегінің осал байланысы арқылы ақуызбен қосылыс түзілген судың молекулалары байланысқан суды құрайды. Тірі ағзаның денесіндегі судың 4-5% байланысқан су иеленеді. Байланыстағы су цитоплазманы құрайтын коллойд сұйықтағы ақуыздың сыртын қоршаған су қабыршағын (яғни сольват қабыршағын) түзеді. Бұл қабыршақ ақуыздың молекулаларын бір-бірінен ажыратып тұратындықтан ақуыздың ұйысуынан сақтайды. Сольват қабыршақты түзетін байланысқан су тұздарды ерітуге кіріспейді және өте төмен температурада (-40°С шамасында) қатады. Осыншама төмен температурада қататындықтан жасуша цитоплазмасындағы ақуыздардың суықтық әсерінен ірімеуіне (коагуляция) пайдасын тигізеді.
Судың жылу сыйымдылығы мол –ауаның жылу сыйымдылығынан 4есе артық.Судың жылу өткізгіштігі де жоғары, басқа сұйықтардан едәуір артық және жылдам өткізеді. Судың булану температурасы да жоғары (100°С). Бұл аталған физикалық қасиеттері суда тіршілік ететін жануарларға жағымды әсерін тигізеді. Атап айтсақ суда температураның өзгерісі баяу жүріледі: судың температурасы кенет ысып немесе кенет суып кетпейді. Қандай бір фактордың кенет өзгерісіне жануарлар (және барлық тірі ағзалар) төзе алмайтындықтан суда жүрілетін температураның баяу өзгерісі жанды ағзаларға жағымды әсерін тигізеді. Судың жылу өткізгіш қабілеті жоғары болғандықтан оның терең қабатына дейін күн сәулесінің жылуы тарай алады. Булану температурасы жоғары болғандықтан ағзаның бойындағы ылғал ыстық күндерде тез буланып кетпей, тірі ағза ылғалын тұрақты сақтауына ықпалын тигізеді және сүтқоректі жануарлар терлеу арқылы денесін салқындатуға мүмкіндік туғызады.
Су үздіксіз қозғалыста болатындықтан суда еріген минералдық заттар және жылу біркелкі тарайды. Тұнық судың 30 метрлік терең қабатына дейін күн сәулесі және күндізгі жылу толық жете алады.
Судың тірі ағзаларға, экологиялық жайлы орта болуына оның жарық өткізгіш қасиетінің де маңызы зор. Атап айтсақ судың 150-200 метрлік терең қабатына дейін күн сәулесінің фотосинтездеуге қабілетті жарығы өте алады. Бұл қабат фотосфера белдемі, яғни судың жарық белдемі деп аталады. Ал шамамен 200 метрлік тереңдіктен бастап жарықтың мөлшері біртіндеп азайып 2000 метрлік тереңдікке күн сәулесінің 1% ғана жетеді. Бұл белдемді д и с ф о т о с ф е р а яғни судың күңгірт белдемі деп атайды. Судың 2000 метрден терең төменгі қабатына күн сәулесі өтпейді. Мүлдем қараңғылыққа бөленген бұл белдемді афотосфера яғни қараңғы белдем деп атайды. Бұдан біз судың жарық өткізу қабілеті де жоғары екенін көреміз. Сондықтан судың 150-200 метрлік терең белдеміне дейін фотосинтез толық жүре алады. Ал 2000 метрлік тереңдікке дейінгі белдемде судың терең қабатына дейін өте алатын көк және күлгін сәулелер арқылы фотосинтез жүргізе алатын кейбір балдырлар тіршілік етеді.
Судың тығыздығы мен тұтқырлығы өте жоғары. Судың меншікті салмағы 1,0 г/см3 , тығыздығы ауаның тығыздығынан 800-1000 есе артық. Осыншама тығыз болғандықтан су жануарлардың қозғалысына кедергілік көрсетеді. Яғни жануарлар суда жүзу үшін судың тығыздық күшін жеңуге мәжбүр болады. Және судағы гидродинамикалық кедергіге аз ұшырау үшін денесінің сырты ұдайы сілемейленіп тұрады. Сондықтан жылпылдақ болады және де су жануарларының басым бөлігінің денесі сүйір келеді.
Судың тығыздығы мол болғандықтан судағы жануарлар мекендеп тұрақтау үшін тірек болатын төсеніш субстратты қажетсінбейді. Ал жер бетіндегі барлық жануарлар үшін тұрақтанатын төсеніш (субстрат) міндетті түрде қажет. Өйткені ауаның тығыздығы аз болғандықтан ауада тұрақтап тұра алмайды: ауада ұшып тіршілік ететін жануарлардың барлығының көбейіп жетілетін, тұрақты мекендейтін орны (субстраты) жерде немесе суда болатын себебі осыған байланысты.
Тереңдеген сайын судағы қысым көбейеді, жарық және оттегі азаяды. Терең суда мекен ететін жануарлар осының бәріне морфологиялық және физиологиялық тұрғыдан бейімделуге тура келеді. Терең суда тіршілік ететін жануарлар судың қысымына биохимиялық жолмен бейімделу қабілеті дамыған. Олардың ферментінің құрамындағы қысымға сезімтал ферменттер азайып, қысымға төзімді дегидрогеназа қатарлы ферменттердің мөлшері көбейетіндігі дәлелденген.
Судың әртүрлі тереңдіктегі қабаттарында жануарлардың тіршілігіне қажетті экологиялық жағдай әртүрлі екенін оның жоғарыда сипатталған қасиеттерінен көруге болады. Қандай бір суды негізінен бенталь яғни судың түбі және пелагиаль яғни судың іші (су қабаты) деген екі бөлікке бөледі. Осыған сәйкес судың түбінде тіршілік ететін жануарлар мен өсімдіктер бентос ағзалар деп, ал судың бетінен түбіне дейінгі ішкі қабатында ішкі белдемдерінде тіршілік ететін ағзалар пелагос деп аталады. Теңіз мұхиттардағы пелагос ағзалар судың тереңдік белдеміне сәйкес:
а) эпипелагиаль (200 метрге дейінгі тереңдікті қамтитын, беткі саяз белдемі); б) батипелагиаль (bathys – терең; 200-2000 метрлік тереңдікті қамтитын, мәңгі күңгірт, қарауытқан қабат);
в) абиссопелагиаль (2000 метрден терең, мүлдем қараңғылық басқан су белдемі). Батипелагиаль және абиссопелагиаль белдемдерде өсімдік болмайды, тек қана микроорганизмдер мен жануарлар тіршілік етеді.