Экология рыб
Главнейшие свойства воды как среды обитания рыб. Рыбы, подобно всем настоящим хордовым, чисто водные существа, вся жизнь которых протекает в водной среде.
Будучи извлеченной из воды, рыба становится совершенно беспомощной и быстро умирает от удушения, следующего за подсыханием ее жабр. Лишь очень немногие рыбы благодаря особым приспособлениям способны оставаться жизнедеятельными вне воды в течение ряда часов.
В водной среде существуют самые разнообразные формы жизни от бактерий и одноклеточных водорослей до млекопитающих. Возможно это потому, что вода обладает рядом своеобразных свойств. Главнейшие из них следующие:
1. Вода прозрачна, и солнечный свет может проникать на глубину нескольких десятков метров, обеспечивая жизнь растений — «зеленого трансформатора солнечной энергии».
2. Никакое другое вещество, кроме воды, не обладает такой большой способностью к растворению органических и неорганических: веществ и газов, само оставаясь в то же время химически инертным. Море и пресные воды обязаны своим солевым составом, без которого не может существовать в них жизнь, именно этой растворяющей силе воды. Растворенный в воде кислород необходим для дыхания живых организмов, в том числе и рыб. Растворенные питательные соли, углекислота необходимы растениям, за счет которых в конечном итоге существует весь животный мир, ибо, как бы ни были длинны «цепи питания», начальным членом их всегда являются растения.
3. Исключительно важны для жизни термические особенности воды: ее удельная теплоемкость, теплопроводность и расширение перед замерзанием. Известно, что удельная теплоемкость воды равняется 4180 дж/кг-град.
Благодаря этой особенности воды температура водных бассейнов сравнительно постоянна и во всяком случае не может быстро изменяться; то же касается и температуры тела водных организмов, поскольку они окружены водой и поскольку тело их больше чем наполовину состоит из воды.
Для водных организмов крайне важна высокая скрытая температура плавления воды, которую превосходит только аммиак. Действительно, для того чтобы растопить 1 кг льда при температуре около 0° С, надо затратить 33 440 дж/кг, т. е. количество тепла, достаточное для нагревания 1 кг воды от 0 до 80° С; это количество тепла настолько значительно, что отнятие его в обычных условиях природы происходит крайне медленно; вода при ее плохой теплопроводности и при максимальной плотности около 4° С при достаточной глубине бассейна не вся превращается в лед; температура остающейся подо льдом воды не понижается ниже точки замерзания, и дальнейшее охлаждение выражается только в увеличении толщи льда. Жизнь подо льдом не прекращается, так как при температуре около 0° С возможны еще очень многие химические процессы, не совершающиеся при более низких температурах.
Теплопроводность воды сравнительно с такими хорошими проводниками, как металлы, незначительна, но она все же выше, чем у других жидкостей; этим, конечно, облегчается выравнивание внутренней температуры организмов.
Исключительное расширение воды при замерзании тоже содействует сохранению жизни в холодных областях земного шара; если бы лед был не легче, а тяжелее воды, то он опускался бы на дно, и зимой донная жизнь в воде более высоких широт не была бы возможна; особенно это повлияло бы на более глубокие бассейны, куда солнечные лучи даже летом не могут проникнуть и где донный лед накапливался бы все более и более из года в год.
4. Вода обладает различным удельным весом в зависимости от ее температуры и солености. В связи с этим в водоемах наблюдается циркуляция воды, обеспечивающая перенос кислорода и биогенных солей на различные глубины.
5. Температура воды в бассейнах, благодаря исключительно высокой теплоемкости воды, колеблется и по часам суток, и по временам года значительно меньше, чем температура атмосферы.
6. Удельный вес воды значительно превышает таковой воздуха и близок к удельному весу тела водных животных, в частности рыб. В то же время вода — легко проницаемая среда для движущихся животных. Благодаря этому многие рыбы проводят всю жизнь в водной толще, совсем не нуждаясь в субстрате.