08.10.2008

Растут в воде, но не водоросли

Когда неделю назад вышел РР с анонсом этой статьи, в редакцию позвонил один наш постоянный читатель и высказал свое недоумение по поводу того, что в тексте этого анонса используется слово «водоросли», тогда как речь идет вовсе не о них. Надо признать, что прозвучавшая критика имеет под собой определенные основания. Это в обиходной речи слово «водоросли» обычно используют в его буквальном смысле, называя так все растения, которые растут в воде. Но в строгом научном языке оно имеет совсем другое значение. Этим словом в ботанике обозначают обширную, около 30 тысяч видов, группу очень примитивных растений, у которых никогда в процессе их жизни не образуется цветков и семян, а тело устроено гораздо проще, чем даже у мхов, не говоря уже о более высокоорганизованных цветковых растениях. Поскольку растения, о которых пойдет речь в статье, относятся в большинстве своем именно к цветковым растениям, называть их словом «водоросли» действительно не очень корректно. Правильное название для этой категории растений - водные макрофиты. Слово, может быть, и не очень привычное, но зато абсолютно корректное и широко принятое в ботанической литературе. Означает оно буквально - «большие растения». Тем самым подчеркивается, что всевозможные микроскопические водоросли, вроде вызывающих цветение воды синезеленых, диатомовых и др. в число макрофитов не входят.

К водным макрофитам в основном относят цветковые растения, некоторые водные папоротники и мхи, а также и некоторые водоросли, такие как хара или кладофора. Среди водных макрофитов различают растения, укорененные в грунте и свободно плавающие. Среди первых встречаются: 1) растения с надводной частью стебля (например, рогоз, стрелолист, сусак, тростник и др.); 2) с плавающими листьями (кувшинки и кубышки, некоторые виды рдестов); 3) погруженные (элодея, погруженные рдесты, перистолистник, а также водоросли хара и нитчатка). К числу неукорененных плавающих макрофитов относятся, например, папоротники азолла и сальвиния, из цветковых - ряски, эйхорния, роголистник, водокрас и т.д.

Макрофиты и вода

Макрофиты обитают практически во всех пресных водоемах и играют очень важную роль в их функционировании. Они могут влиять на экосистему водоема в основном двумя путями: 1) изменять химический состав и физические свойства воды и грунта; 2) определять характер взаимодействий между обитателями водоема, создавая для них определенные типы местообитаний, убежища, укрытия и т.п. Макрофиты способны оказывать очень резкое воздействие на физические свойства воды, в частности на такие, как освещенность, температура и скорость течения. Под ковром некоторых плавающих растений, таких как, к примеру, ряска, сальвиния или эйхорния, освещенность бывает на порядки ниже, чем в чистой воде поблизости. Температура воды в зарослях некоторых макрофитов может на глубине 1 метр быть на 10 градусов ниже, чем у поверхности, тогда как рядом, на открытой воде - только на 0,2 градуса. Суточные колебания содержания кислорода в воде также достигают в зарослях очень высоких значений. Причем разные растения по-разному влияют на этот показатель. Погруженные макрофиты днем за счет фотосинтеза очень эффективно обогащают воду кислородом, тогда как многие плавающие создают под собой практически бескислородные условия. Это происходит из-за того, что сплошной растительный ковер препятствует поверхностному обмену водной среды с воздухом, но главное - не пропускает солнечный свет и тем самым делает невозможным фотосинтез. Так, в одном из экспериментов ихтиологи обнаружили, что радужная форель, посаженная в садки на глубине 1 м среди плотных зарослей кувшинок, в течение 12 часов погибает. Оказалось, что содержание кислорода в воде в этой зоне постоянно держится ниже предельных для этого вида значений. Пример с форелью и многие аналогичные примеры говорят о том, что густые заросли макрофитов могут существенно ограничивать пригодные для жизни рыб участки водоема. Причем это по-разному проявляется в разное время суток. Поскольку для фотосинтеза необходим солнечный свет, то содержание кислорода в воде днем и ночью может сильно различаться. Там, где есть много макрофитов, эти суточные колебания достигают больших значений. В результате в таких водоемах наблюдаются активные суточные перемещения рыб, обусловленные именно динамикой кислородного режима разных участков акватории.

Травоядные рыбы

Почти все виды рыб, живущие или посещающие зону водных макрофитов, в той или иной степени используют эти растения в качестве пищи. Так, в диете язя, плотвы и красноперки растения играют очень большую роль. Лещ, густера, голавль, карась, пескарь, линь и карп потребляют растительную пищу в небольших количествах, а горчак, уклейка, окунь и молодь щуки питаются макрофитами только спорадически. Красноперка, как правило, более склонна к питанию макрофитами, чем язь и плотва. Причем растительноядность характерна для более или менее крупных красноперок. Если молодь этого вида питается животной пищей, то у рыб крупнее 15-16 см до 90% всей потребляемой пищи составляют именно растения. В озерах средней полосы одним из главных растительных компонентов в питании этих рыб служит элодея. На втором месте стоит роголистник и на третьем - харовые водоросли и рдесты. Примерно те же предпочтения описываются и для плотвы, которая, так же как и красноперка, наиболее активно поедает именно элодею, тогда как хорошо известная рыбакам «зелень», относящаяся к нитчатым водорослям, занимает в ее диете лишь второстепенное место.

Макрофиты как среда обитания

Макрофиты служат рыбам не только пищей сами по себе. В зарослях растений обитают различные ракообразные, моллюски и другие беспозвоночные, которые для многих рыб также составляют значительную часть их рациона. При этом эффективность питания рыб среди макрофитов в большой степени зависит от густоты зарослей. Например, молодь красноперки быстрее всего поедает дафний, если густота стеблей «травы» не превышает 200 стеблей на квадратный метр. Окунь в этом отношении более ловкий: он спокойно ловит дафний и среди зарослей в 600 стеблей на метр. А вот плотва уступает им обоим: 100-150 стеблей на метр для нее почти предел. Окунь оказывается и наиболее эффективным «копателем» при питании мотылем среди укорененных макрофитов. Если плотве и лещу в этих условиях удается добывать из грунта мотыля только с большими затратами времени, то окунь практически не испытывает затруднений. И наоборот, на открытых участках дна, конкурируя за мотыльный корм, плотва не оставляет окуню никаких шансов. Эта картина характерна для большого числа европейских водоемов: лещ и плотва наиболее успешно добывают мотыля и других донных беспозвоночных в бедных растениями и достаточно мутных водах, тогда как окунь более эффективно кормится в чистой воде в плотных зарослях макрофитов. По мнению ученых, это позволяет понять, почему в процессе эвтрофикации озер, которая всегда сопровождается обеднением числа и разнообразия макрофитов и снижением прозрачности воды, как правило, в ихтиофауне наблюдается замещение окуневых рыб карповыми.

Этим же объясняется, кстати, и тот факт, что во многих озерах с бедной растительностью окуни, проигрывая плотве в пищевой конкуренции, не имеют возможности «перескочить» стадию питания бентосом, чтобы дорасти до рыбоядного состояния и в конце концов превратиться в горбачей. Взаимосвязи между водными растениями и рыбами, конечно, более многообразны, чем можно было рассказать в настоящей статье. В частности, отдельная и очень интересная тема - роль макрофитов в отношениях между хищниками и их жертвами. Мы обязательно еще вернемся на страницах РР к этим вопросам.