Как выглядит планктон под микроскопом
Редкий взгляд на микроскопический планктон в ночном океане
Soleichthys. Длина тела: 20 мм. ©Ryo Minemizu
Планктон — это разнородные, мелкие организмы, которые не способны сопротивляться течению. Вследствие этого планктон всегда дрейфует в толще воды. Планктон представляет собой массу растений и животных, большинство которых имеют микроскопические размеры: это могут быть бактерии, моллюски, ракообразные, яйца и личинки рыб, личинки различных беспозвоночных животных.
Фотограф из Японии Рио Минемизу (Ryo Minemizu) посвятил свою 20-летнюю карьеру документированию морской жизни. Сейчас он ежедневно погружается в воду на 2-8 часов, чтобы запечатлеть красоту и разнообразие микроскопических представителей подводного мира. Поскольку размер планктона обычно варьируется от 2 до 40 миллиметров, фотографу пришлось разработать специальные методы для получения детальных снимков. Методом проб и ошибок, Рио Минемизу пришёл к ночному погружению с подводным освещением, чтобы как можно лучше выявить особенности каждого организма.
«Планктон — это удивительные и красивые существа. Они являются символом того, насколько драгоценно их крошечное существование. Я бы хотел, чтобы и другие люди смогли рассмотреть эти крохотные организмы, населяющие наши моря и океаны. Это было моей мотивацией, чтобы начать фотографировать планктон под водой, что является очень сложной задачей. Большая часть планктона имеет микроскопические размеры, и движения этих существ трудно предсказать. Я посвятил 20 лет тому, чтобы раскрыть яркую красоту этих организмов».
Планктон, наверное, самый недооцененный обитатель водного мира. Даже простые вопросы, например, о том, что собой представляет планктон, что это, вообще такое, насколько он важен для человека, многих поставят в тупик. Говоря о морях, люди обычно восхищаются силой китов, красотой дельфинов, цветастым многообразием рыб, но практически не вспоминают о планктоне, без которого невозможна жизнь на планете. А ведь он появился на Земле примерно два миллиарда лет назад, когда океаны и континенты были полностью безжизненны. И первый начал выработку кислорода, положив начало образованию атмосферы, пригодной для дыхания человека.
Что это такое?
Планктон — совокупность растительных и животных организмов, живущих в воде и объединенных одним свойством. Они неспособны самостоятельно сопротивляться течениям, например, как это делают рыбы или морские млекопитающие. К планктону относятся диатомовые водоросли, отдельные бактерии, икринки рыб, ряд беспозвоночных животных и ракообразных.
Термин придумал в 1880-х годах немецкий ученый Виктор Хензен, предложивший использовать звучное греческое слово «πλανκτον», которое переводится как «блуждающий». И действительно, планктонные организмы, подхваченные течениями и волнами, блуждают по всему мировому океану, по всем водоемам Земли, выполняя незаметную, но важную роль. Всего на планете существует около миллиона разновидностей планктона, но изучена лишь четверть из них.
Где обитает?
Практически везде, где есть вода. Планктон – это огромное и многообразное сообщество организмов, способных жить в самых разных условиях и местах. Их можно найти в океанах и морях, прудах и озерах, ручьях и реках, фонтанах и аквариумах, цветочных вазах и бочках с дождевой водой. Планктон обжил океан на всю глубину, однако наиболее густо заселяет верхние водяные слои, богатые теплом, светом и едой.
Классификации
В литре морской воды могут обитать десятки миллионов планктонных организмов. Но большая их часть невидима для человека. Чтобы узнать, как выглядит планктон, обычно приходится вооружаться микроскопом. Однако некоторых представителей царства планктона можно увидеть без вспомогательных инструментов и даже потрогать руками. Это всевозможные гребневики и медузы, довольно крупные ракообразные, например, креветки и мизиды, а также личинки рыб.
Попадаются и настоящие гиганты. Причудливые животные-колонии огнетелки имеют длину до 4 метров. Тело громадной медузы цианеи достигает 2 метров в диаметре, а щупальца простираются на 30 метров вокруг животного. Сложно поверить, глядя на их фото, что это планктон. Планктонные организмы делятся по размеру:
Также планктон подразделяется на две группы по образу жизни:
Главная классификация, помогающая лучше понять, что такое планктон, разделяет все организмы на три обширные группы в зависимости от выполняемых ими функций.
Зоопланктон
Это планктон, включающий в себя животных, которые не могут противостоять течению. К нему относятся рыбья икра, личинки, иглокожие беспозвоночные, медузы, моллюски, крабы, криль и другие мелкие ракообразные. Многие представители умеют медленно перемещаться в воде или менять свое вертикальное положение с помощью различных природных механизмов: парусов, лапок, пористого скелета, уплощения тела, пузырей с воздухом или жиром. Однако они ничего не могут поделать с подводными течениями и волнами.
Всего насчитывают около 30 000 разновидностей зоопланктона, обитающего на разных глубинах в реках, озерах и океанах. Эти организмы не могут жить в загрязненной среде, поэтому их называют индикаторами чистоты водоемов. Зоопланктон питается в основном фитопланктоном и себе подобными. Сам является главной пищей для множества морских и речных обитателей.
Фитопланктон
Это планктон, обладающий фотосинтезирующими способностям. К нему относятся особые цианобактерии, а также диатомовые и протококковые водоросли, которые обитают в поверхностном слое водоемов, редко опускаясь до глубин более 50–100 метров в соленой воде и более 10–20 метров в пресной воде. Как и наземным растениям, фитопланктону жизненно необходимы минеральные вещества и солнечный свет, которые они превращают в органику и кислород.
Фитопланктон является кормовой базой для многих существ. Учитывая это, природа создает его в астрономических масштабах: более 500 миллиардов тонн фитопланктона в год, что примерно в 10 раз больше суммарной массы всех остальных живущих в океане животных. Причем процесс регулируется окружающей средой. Когда наступают холода и укорачиваются дни, развитие фитопланктона практически останавливается, но с приходом тепла и солнца возобновляется вновь.
Бактериопланктон
Как можно догадаться из названия, это планктон, который включает в себя все многообразие бактерий, живущих в воде или придонных отложениях. Несмотря на микроскопические размеры, водные бактерии во многом определяют равновесие экосистемы. Они активно участвуют в разложении и синтезе органических и неорганических соединений, которые используются и выделяются другими видами планктона в процессе жизнедеятельности. Бактериопланктон является пищей для зоо-0 и фитопланктонов. А также помогает очищать водоемы, загрязненные органическими веществами.
Значение планктона
К планктону замечательно подходит пословица «мал золотник, да дорог». Эти мизерные организмы необычайно важны для жизни Земли. Без них не было бы чистых водоемов и атмосферы, пригодной для дыхания, поэтому они обеспечивают существование животных и человека. Можно отметить три важнейших роли, которые играет планктон в планетарном биологическом круговороте.
Без этого мудрого механизма природы мировой океан давно бы превратился в студенистое место, состоящее из водорослей и органических загрязнений.
Планктон под микроскопом
Еще есть места планеты, которые очень мало изучены, хотя жизнь там кипит, и поэтому они неизменно привлекают внимание исследователей и людей с пытливым умом. Одно из таких мест – Мировой океан.
На первый взгляд может показаться, что нераскрытые тайны хранятся лишь на огромной глубине, куда человек не может «заглянуть», а ближе к поверхности все морские животные и места их обитания давным – давно изучены. Всем со школьной скамьи известно, что поверхностный слой воды – самый светлый и прогреваемый солнышком – пристанище планктона.
В нашем понимании, это какая-то мелочь, на которую не стоит обращать внимание, а зря. Биолог и фотограф Ричард Кирби под большим увеличением сделал многочисленные снимки этой самой мелочи, которую, плавая в теплых морях, в огромных количествах заглатывают пловцы. Как подумаешь об этом, так сразу становится противно.
Судя по фотографиям и видео, не такой уж планктон и примитивный: у многих из его представителей есть глазки, плавнички и многое другое…
Планктон – это разнообразные и многочисленные морские обитатели, имеющие очень маленький размер и дрейфующие в воде туда, куда их несет течение, это бактерии, микроорганизмы, моллюски, рачки, простейшие, медузы, личинки и многие другие «морские малыши».
#banner##photo-2.jpg#title-Планктон под микроскопом#
Они едят крошечные водоросли и органические вещества, также плавающие в толще воды.
Такие крошечные, и невидимые невооруженным глазом, они приносят огромную пользу, служа «обедом» для более крупных морских животных и очищая океанические воды.
Да и половина кислорода, вырабатываемого растениями нашей планеты, производится водорослями – крошками, тоже входящими в состав планктона.
Планктон под микроскопом
Велика роль планктона и в круговороте углерода на Земле, который является основным «строительным» веществом для тела планктона. Несъеденные представители, отжив свой век, падают на дно, тем самым пополняя слой донных отложений, богатых углеродом. Так и получается, что планктон забирает лишний углерод из атмосферы и складирует его на дне Мирового океана – самом большом хранилище углерода на нашей планете.
Планктон поддерживает равновесие в природе. Поедая крошечные водоросли, он не дает им сильно размножиться. Если бы этого не было, то поверхностные воды представляли бы собой жидкую растительную массу.
А служа пищей для более крупных морских обитателей (они съедают 98% планктона), планктон не увеличивает резко свою популяцию. Им питаются рыбы, которые, в свою очередь, становятся едой для черепах, тюленей, акул, кальмаров, дельфинов, птиц и других животных. Не было бы планктона – нарушилась бы пищевая цепочка.
Как оказалось, представители планктона очень разнообразны, необычны и красивы. Многие из них напоминают персонажей фантастических фильмов, волею судьбы заброшенных на нашу планету.
Существует более миллиона разновидностей планктона, из которых лишь 250 тысяч изучены. Увидев их, начинаешь понимать, что они не являются безликой массой, а имеют яркую индивидуальность и свою судьбу – от рождения до смерти.
Некоторые планктонные существа настолько развиты, что имеют кровеносную систему и нервные окончания.
К планктону можно применить русскую поговорку: «мал, да удал». Он играет огромную роль в процессах, происходящих на Земле, поэтому достоин дальнейшего пристального изучения и бережного отношения.
Интересное о планктоне
Купаясь в море или океане, в воде случайно можно наступить на рыбу или водоросль, что не вызывает очень неприятные ощущения, но к счастью такое происходит крайне редко. На самом деле, большинство из нас не подозревает, что находясь в солёной воде, человек каждую секунду контактирует с сотнями и тысячами организмов, которых он не видит и не чувствует, но они при этом испытывают на себе его присутствие. Эти невидимые обитатели морей и океанов составляют планктон – огромное количество животных и растительных организмов, которые дрейфуют по течению и не способны выбирать направление своего перемещения в пространстве. Редко среди них встречаются и представители покрупнее, но таковых среди всего планктона очень мало.
История изучения
Несмотря на то, что данная группа живых организмов по большей части невидима для человеческих глаз без применения специальной техники, о её существовании биологи догадывались давно. Официально термин «планктон» был введён немецким океанографом Виктором Гензеном, который всю свою жизнь посвятил изучению многообразия природы океана. Слово было введено в официальный словарь терминов почти 130 лет тому назад – в 1887 году.
Слово заимствовано с греческого языка, с которого переводится как «блуждающий» или «странствующий». Это метко отражает способ существования мельчайших морских обитателей, поэтому термин прекрасно прижился и никогда не оспаривался.
На данный момент планктонные организмы являются группой, в которой учёные ежегодно делают самое большое количество открытий новых видов, ранее никем не описанных.
Сейчас из более миллиона различных видов описано всего 250 тыс., остальные предстоит описать будущим поколениям океанографов.
Из чего состоит
Состав планктона очень разнообразный, тут можно встретить много видов бактерий, водорослей, кишечнополостных, простейших, рачков и ракообразных, моллюсков, икру и личинок рыб, личинок беспозвоночных и т.д.
Под микроскопом микромир морей и океанов выглядит фантастически: большинство микроорганизмов напоминают уменьшенных представителей фильмов о будущем или инопланетян. Многие из них имеют яркую окраску, интересную форму и необычную геометрию покровов. Некоторые довольно сложно устроены, обладают кровеносной и нервной системой высших животных, поэтому называть их безликой массой было бы неправильно.
Всех представителей делят на две большие группы:
Фитопланктон – растительные организмы, которые нуждаются в солнечном свете для того, чтобы фотосинтезировать. Сюда входят диатомовые, зелёные и синезелёные водоросли. Именно фитопланктон вырабатывает огромное количество органики, которая обеспечивает пропитание для подавляющего большинства водных обитателей. Обилие фитопланктона зависит от того, как много в воде необходимых ему веществ: азота, фосфора или кремния. При просматривании капельки морской воды в микроскопе учёные могут по внешнему виду планктонных организмов делать вывод о наличии каждого из этих веществ. При активном развитии фитопланктона водные толщи могут менять свой цвет, именно это явление обусловливает летнее «цветение» воды.
Зоопланктон – живые организмы, которые не могут перемещаться или очень ограничены в этом отношении. Видовое разнообразие довольно большое, тут можно встретить рачков и коловраток, ракообразных, простейших, кишечнополостных, крылоногих моллюсков, мальков рыб, личинок насекомых и пр. Зоопланктон не так сильно зависит от попадания в толщу солнечных лучей, как фитопланктон, поэтому его представителей можно встретить не только в поверхностных слоях, но и ближе ко дну.
Различают также планктонные организмы в зависимости от того, как долго они находятся в данной группе:
Размеры
Принято считать, что планктон – это исключительно микроскопические микроорганизмы, которые нельзя рассмотреть невооружённым взглядом. Именно об этом сообщают ученики на уроках географии и биологии, делая доклады и зачитывая рефераты. На самом деле, это не совсем так. Подавляющее большинство представителей этой группы действительно очень малы, но есть и такие, которые значительно превышают размеры тела человека.
Выделяют такие категории:
Самыми большими в планктоне являются медузы цианеи с телом диаметром 2 м и щупальцами, простирающимися на 30 м вокруг, а также колонии пиросом, которые образуют ленту шириной 1 м и 30 м в длину.
Наиболее многочисленную группу представляют собой организмы в диапазоне 0,2-2 мкм, именно они по биомассе значительно превосходят остальных, даже наиболее крупных представителей.
Интересна картина зависимости веса и размера этих микроорганизмов. Далеко не всегда большие экземпляры весят много. Для того, чтобы быстрее дрейфовать, в процессе эволюции выработалось много приспособлений, которые не увеличивают массу тела, но повышают способность к парению к воде: включения газа или капель лёгкого жира, внутренние камеры с морской водой, выросты, тонкое и плоское тело, поры внутри скелета и пр.
Биологические сезоны
Как большинство видов живой природы, планктон имеет сезонные колебания численности, которые обусловлены температурой среды обитания и длиной светового дня. Во время хороших погодных условий, тепла и достаточного количества света наблюдается всплеск размножения, а при неблагоприятных факторах развитие замедляется. В течение каждого сезона изменяются состав, количество и возрастные показатели представителей фитопланктона и зоопланктона.
Годовой цикл выглядит так:
Длительность каждого сезона связана с географическим расположением, поэтому для представителей, дрейфующих на севере, период покоя может занимать девять месяцев в году, тогда как в южных регионах сводиться к нескольким неделям. В тропиках состояние и количество фитопланктона и зоопланктона весь год находится в уравновешенном состоянии.
Где обитает
Идеальными условиями для этой группы считаются те же, что и для всех остальных живых существ: тепло и свет солнца. Такие условия есть в верхнем слое воды, который хорошо прогревается и пропускает через себя солнечные лучи в достаточном количестве. Особенно это важно для фитопланктона, процессы жизнедеятельности которого напрямую зависят от солнечного света. Больше всего его можно обнаружить в поверхностном слое морей и океанов, имеющем название эвфотический слой. На глубине 50 м плотность населения начинает уменьшаться, а после 100 м встретить планктонного представителя можно лишь изредка.
Раем для планктона являются тропические акватории океана, поэтому огромное видовое разнообразие и численность сосредоточены в тёплых волнах Индийского океана. Чаще всего состав разнообразен и намешан, но некоторые экземпляры живут без соседей. К таким относятся рачки артемии, обитающие в водах с настолько высокой солёностью, что её не выносят больше ни одни планктонные организмы.
Но чаще всего видовое разнообразие в море очень обширно. Средние данные по численности показывают, что в одном стакане морской воды находится 200 млн вирусов, которые заражают 20 млн бактерий, тоже находящихся в этом же стакане. Поэтому можно только представить, сколько планктона мы «расталкиваем» своим телом, заходя в морскую воду.
Раньше в северных частях Атлантического океана планктон не выживал из-за низких температур, но сейчас, спустя 800 тыс. лет, он опять вернулся в эти области. Причиной тому стало таяние полярных ледников, которое происходит более интенсивно в связи с глобальным потеплением. Наличие в этих акваториях пищи привлекло сюда серых китов. Какие ещё изменения в природе способно вызвать расселение этих морских микроорганизмов, можно только предполагать.
Встретить планктон возможно не только в экзотических местах: он живёт в любых водоёмах, даже в небольшом ведре с водой, которое несколько дней простояло дома. В аквариуме его с удовольствием поедают рыбы, разнообразя свой рацион и приближая его к природному. Встретить зоопланктон можно и в супермаркете, здесь он будет продаваться под названием «криль», который является довольно вкусным деликатесом, высоко ценимым не только китами, но и людьми.
Экологическая роль
Значение фитопланктона и зоопланктона в жизни планеты сложно переоценить. Именно эти микроорганизмы были первыми на Земле, начавшими продуцировать кислород. Даже сейчас 50% кислорода вырабатывается планктоном, а в связи с быстрой вырубкой лесов этот процент ежегодно увеличивается, поэтому титул «лёгкие планеты» смело можно передавать океаническим обитателям.
Планктон потребляет органику, которая поступает в мировой океан, и если бы не эти неутомимые «очистители», вода давно стала бы непригодной для жизни. Они являются начальным элементом пищевой цепочки, круглый год насыщая морских обитателей и птиц. Интересен тот факт, что самые большие млекопитающие планеты – синие киты – питаются наименьшими представителями глубин океана – планктоном. Многие киты плывут вслед за течениями, в которых присутствует большое скопление планктонных микроорганизмов, чтобы всегда оставаться возле кормушки.
Учёные используют эту группу для косвенной оценки чистоты водоёмов, поскольку в загрязнённой воде её представители быстро вымирают.
Светящееся чудо
Всем известно прекрасное явление свечения моря, которое можно наблюдать в ночное время, происходящее благодаря присутствию в нём планктонных фотосинтезирующих бактерий. Активнее всего этот процесс наблюдается в тёплое время года, в моменты активного размножения фитопланктона. Яркое свечение туристы могут наблюдать в прибрежных зонах Черноморских акваторий, в Азовском море, перенасыщенном удобрениями, и на Мальдивах.
Основным источником свечения являются цианобактерии и динофлагелляты. Они способны вырабатывать столько света, что его видят даже космонавты в виде голубой пелены, находясь на орбите. Огромное количество фотографов стремятся в такое время на побережье, чтобы сделать свои лучшие фотоснимки.
Эти бактерии способны к биолюминисценции – явлению, во время котором вырабатывается электрический импульс, усиливающийся при механическом воздействии. Именно поэтому во время движения в ночных волнах свечение становится заметным и окружает силуэт тела или руки, которая плещется в волнах.
Нередко во времена чрезмерного размножения фитопланктона морская вода меняет свой цвет, иногда она становится зеленоватой, белёсой или красноватой. Именно по этой причине Красное море получило когда-то своё название.
Удивительный мир – планктон под микроскопом
Некоторые люди думают, что планктон – это какая-то безликая масса, служащая пищей для рыб и китов. Но один морской биолог решил показать широкой публике невероятное разнообразие и красоту этих крошечных организмов, нередко напоминающих миниатюрных пришельцев с других планет.
Доктор Ричард Кирби посвятил свою карьеру изучению и фотосъемке планктона, который в огромном количестве населяет океан. В своей книге «Странники моря: таинственный мир под поверхностью воды» («Ocean Drifters: A Secret World Beneath the Waves») доктор Кирби дает читателям возможность разглядеть под микроскопом выпуклые глаза и волосатые лапки более крупного зоопланктона или сложные геометрические формы мелкого фитопланктона.
Планктон состоит из свободно плавающих мелких животных, микроорганизмов, водорослей и бактерий, которые обитают в море или в пресной воде.
Микроскопические водоросли и питающиеся ими крошечные животные свободно плавают у самой поверхности, в хорошо освещенном и прогреваемом солнечными лучами слое воды. Они составляют основу пищевой цепи морской экосистемы, в значительной мере обеспечивают планету кислородом и играют ключевую роль в глобальном круговороте углерода.
Планктон не может плыть против течений, поэтому перемещается вместе с ними. Он служит пищей рыбам, которые, в свою очередь, становятся кормом для акул, дельфинов, морских птиц, черепах и тюленей.
Велико значение планктона в круговороте углерода в природе. Углерод используется для «постройки» тел планктонных организмов. Отмирая, планктон падает на дно (поскольку плотность органического материала выше плотности воды) и там накапливается в виде донных отложений. Таким образом, вся эта система работает как гигантская помпа, «откачивающая» углерод из атмосферы и накапливающая его на дне океана. Морское дно – крупнейшее хранилище углерода на Земле.