Факультет

Студентам

Посетителям

Приспособления морских организмов к плотности воды

Удельный вес голой плазмы, лишённой всяких наружных оболочек и наружного скелета, колеблется от 1,02 до 1,06, т. е. превышает удельный вес воды.

Это значит, что ни один организм не может плавать, если у него нет особых приспособлений, чтобы не утонуть. В связи с этим организмы с тяжёлым наружным или внутренним скелетом, например губки, мшанки, асцидии, плеченогие, всю свою жизнь проводят на дне. Другие же организмы вырабатывают приспособления, направленные к облегчению своего веса.

Пловучесть можно рассматривать как погружение с наименьшей скоростью. Если скорость погружения обозначить через a, остаточный вес (т. е. вес животного за вычетом веса вытесненной им воды) через b, сопротивление формы через c и вязкость среды через d, тогда a = b / cd.

Значение формы для пловучести вряд ли требует пояснений: общеизвестно, что шар и тонкий листок одинакового веса будут тонуть с разной скоростью.

В формуле пловучести сопротивление формы может быть заменено удельной поверхностью, т. е. отношением поверхности тела к его объёму. Чем меньше диаметр тела, тем эта удельная поверхность больше. Так, при радиусе шара в 1 μ его поверхность равна 3,14 кв. μ, объём 0,52 куб. μ и, следовательно, на каждый кубический микрон объёма приходится 6,04 кв. μ поверхности. Если же взять, например, шары с радиусами в 10 и 1000 μ, то в первом случае на каждый кубический микрон объёма придётся 0,61 кв. μ поверхности, а во втором только 0,0001 кв. μ. Вот почему в планктоне преобладают мелкие и микроскопические формы.

Особенно наглядны приспособления к пассивной пловучести, имеющие целью предохранить организм от погружения, тогда как приспособления к активному плаванию служат для целей передвижения.

Чтобы не утонуть, организмы в процессе естественного отбора выработали приспособления, направленные к уменьшению остаточного веса и к увеличению сопротивления формы. Вес облегчается увеличением содержания воды в организме (у медуз вода иногда составляет до 99% веса тела), образованием очень лёгкого, тонкого и нежного скелета либо полным отсутствием скелета, скоплением воздуха в особых полостях тела, а также скоплением жира. Плавательные пузыри у рыб представляют собой мешки, заполненные почти чистым кислородом. Газовые вакуоли есть у корненожек, в раковинах головоногих моллюсков имеются камеры, заполненные воздухом, у млекопитающих местом скопления воздуха служат лёгкие. Жир у мельчайших организмов накапливается в виде капелек, а у крупных (китов, тюленей, пингвинов, рыб и пр.) в форме отложений под кожей либо в печени.

Приспособления, направленные к увеличению сопротивления формы, делают целый ряд организмов, не имеющих между собой ничего общего в систематическом отношении, весьма похожими друг на друга по внешнему виду: многие из них имеют форму шара (шаровидные колонии Volvox, шаровидные Noctiluca), лепёшек и дисков (ряд диатомей, многие медузы), палочек, лент, нитей, пучков нитей, либо снабжены колючками, щупальцами, отростками, лучами и т. д.

Если организмы, плавающие пассивно, заинтересованы в максимальном трении их тела о воду, то иначе дело обстоит с активно плавающими животными: здесь наиболее целесообразным представляется уменьшение трения; поэтому тело чаще всего имеет вид торпеды, т. е. получает наиболее легко обтекаемую форму. Особенно справедливо это в отношении быстро движущихся организмов, перемещающихся с помощью мышц, — путём змеевидного изгибания всего тела или его частей, либо путём приведения в движение специальных гребневых рычагов. Скорость движения у рыб и китообразных достигает иногда 6—8 м в секунду. Змеевидным изгибанием для движения пользуются многие черви, моллюски, большинство позвоночных, в том числе киты и сирены. Угри, мурены, водяные змеи изгибаются всем телом в горизонтальной плоскости, пиявки в вертикальной плоскости. Большинство рыб изгибается не всем телом, а только хвостовой частью. Главным органом движения при этом служит хвостовой плавник, играющий роль винта или пропеллера, остальные же плавники выполняют чаще всего функции рулей и стабилизаторов.

С помощью гребных рычагов (крыльев, ластов) перемещаются пингвины, черепахи, моржи, тюлени и т. п.

Скорость движения гораздо меньше (всего несколько метров в час), когда животное (обычно мелкое) пользуется для плавания ресничками или жгутиками. Несколько более совершенной формой является третий вид произвольного движения, основанный на реактивном принципе. Реактивное движение наибольшее развитие получило у медуз: выталкивая воду из колокола путём его сокращения, медуза получает толчок в направлении, противоположном направлению выброшенной водяной струи.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: