Энергетика роста и развития

Для процессов биосинтеза, обеспечивающих рост и развитие особей, необходимы энергетические траты, мерой которых служит интенсивность газообмена. Соотношение величин ассимиляции и диссимиляции характеризует эффективность трансформации энер­гии, степень использования потребленной пищи на рост. Величина энтропии энергии в процессе ее трансформации, сильно варьиру­ющая в зависимости от видовых особенностей организмов и условий их жизни, определяет КПД продукционных процессов. Зная раци­он, усвояемость пищи, прирост, а также величину катаболизма, можно достаточно точно судить об энергобалансе особей, экономич­ности их роста. Эти знания — обязательное условие рационального освоения природных экосистем и научной организации аквакульту­ры, биологической оценки экономичности выращивания тех или иных гидробионтов.

Интенсивность трансформации энергии. Для особей каждого ви­да та или иная удельная скорость преобразования энергии отража­ет 'их'генетические особенности и возможности реализации биоло­гических потенций в конкретных условиях окружающей среды. По­этому интенсивность трансформации энергии, характеризующаяся величиной ее суммарного потока, отнесенной к энергии, концентри­рованной вНэиомассе особи, сильно подвержена влиянию меня­ющихся природных условии~и неодинакова на разных этапах онто­генеза. Показателем интенсивности преобразования энергии может служить скорость оборота отдельных компонентов тела, т. е. вели­чина их диссимиляции, отнесенная к содержанию в биомассе. Пол­ное представление об интенсивности трансформации энергии дает сумма ее энтропизации и аккумуляции за единицу времени на еди­ницу биомассы (ее энергетического эквивалента). В известной мере скорость преобразования энергии характеризуется интенсивностью ассимиляции (см. гл. 4).

Как правило, интенсивность трансформации энергии с увеличе­нием размера (массы) особи снижается. Это прослеживается как в онтогенезе, так и в ряду представителей разных видов, различа­ющихся по массе тела. Бактерии, удваивающие свою биомассу за сутки, за это время трансформируют количество энергии, в 2—3 ра­за превышающее ее содержание в теле. Несколько ниже темп пре­образования энергии бесцветными жгутиковыми и другими пред­ставителями пикопланктона. Суточная трансформация энергии коловратками и мелкими ракообразными обычно не превышает J50—100% от аккумулированной в теле, у более крупных рачков она составляет 15—20%, у червей и моллюсков—1—5%, У рыб, как правило, выражается десятыми и сотыми долями процента. По дан­ным Г. С. Карзинкина (1952), с увеличением массы молоди белорыбицы от 32 до 260 и 860 мг интенсивность ассимиляции снижалась с 7 до 3 и 1,8% в сутки. У инфузорий туфелек, питавшихся бакте­риями или хлореллой, интенсивность ассимиляции соответственно равнялась 16 и 75%, у дафний с повышением концентрации пищи (водорослей) от 0,1 до 0,8; 1,5 и 4,8 интенсивность ассимиляции возрастала с 0,8 до 5,9 и 13% в сутки (по углероду). Суточная потеря углерода (0,4%), азота (0,2%) и фосфора (1,3%) у криля, обитающего в холодных антарктических водах, примерно на поря­док ниже, чем у представителей субтропического и тропического планктона (Iceda, Mitchell, 1982).

Эффективность использования пищи и энергии.

Популяция — группа взаимодействующих друг с другом особей одного вида, занимающая часть ареала этого вида, обладающую определенной структурой, способностью к самовоспроизводству и адаптивной реакцией на изменение внешней среды. Открытая саморегулирующаяся система, элементарная форма существования вида в тех или иных конкретных условиях среды.

Псевдопопуляция - совокупность особей одного вида не воспроизводящие себя, а существующие в данном биотопе за счет поступления новых особей извне.

Если условия жизни в пределах ареала вида однородны, особи обитающие в его отдельных участках, образуют популяции сходные др с др по экологическим и морфологическим признакам.

Когда условия жизни распределены дискретно и в пределах этих дискретностей относительно стабильны, вид, как правило, распадается на ряд различающихся между собой популяций. При плавной смене биотических условий возникает так называемая клинальная изменчивость, при которой различия между соседними популяциями малы, но хорошо выражены между занимающими крайние положения.

Полиморфные виды или политипические — виды, представленные несколькими, хорошо различающимеся между собой популяциями.

Мономорфные, монотипические — не распадающиеся на обособленные группы.

Моно- и политипия — приспособления вида к менее или более разнообразным условиям. Чем больше выражен биологический полиморфизм, чем разнообразние особи, входящие в популяции, тем легче они приспосабливаются к циклическим и внезапным изменениям условий обитания. По этой причине виды умеренных широт, живущие в лабильных абиотических и биотических условиях, обладают более сложной структурой, чем тропические виды.

Какие виды более полиморфны: обитающие на широкой акватории или имеющие узкий ареал?

Нейсто́н— совокупность микроорганизмов (в основном различных водорослей и мелких беспозвоночных), живущих у поверхностной плёнки воды на границе водной и воздушной сред. Выделяют эпинейстон - организмы, живущие на поверхности воды игипонейстон - организмы, прикрепляющиеся к поверхностной плёнке снизу, либо обитающие в воде не глубже нескольких миллиметров от поверхности. Основную часть пресноводного нейстона составляют водоросли различных отделов: золотистые (Chromulina), эвгленовые (Euglena, Trachelomonas),зелёные (Chlamydomonas), жёлто-зелёные (Botrydiopsis) и др. У многих нейстонных микроорганизмов для удержания в приповерхностном слое воды имеются специальные приспособления (различные выросты, «паруса») либо характерные морфологические особенности (наличие в клетках газовых вакуолей, обилие масла в виде клеточных включений, покрытие клетки (-ок) слизью и т. п.).

В ряде случаев очень трудно или невозможно выявить отдельные популяции у многих видов планктонных или нейстонных организмов. Перенос течениями на большие расстояния, особенно в морях и реках, исключает существование многих планктоннтов и нейстонтов в постоянных географических координатах, ведет к интенсивоному перемешиванию особей в пределах ареала вида и прпятствует образованию самостоятельных популяций. Сходное явление встречается при переносе планктона и их зачатков воздушными течениями и животными из одного водоема в другой. В связи с чем у многих представителей планктона нет географической изменчивости. Также благодаря этому встречаются и псевдопопуляции ( не воспроизводящие себя)

Популяции характеризуются следующими качествами: величина популяции, плотность, дисперсия, половая, возрастнаяc структуры, межорганизменные взаимодействия, рождаемость, рост численности и биомассы, смертность и др характеристики неприложимые к отдельным организмам. Указанные характеристики меняются в диапазоне видовых возможностей при смене условий существования, обеспечивая саморазвитие системы, рациональное использование ресурсов и максимализации ее роли в биосфере. Все параметры популяций отражают ее приспособленность к существованию, т. е. имеют адаптивное значение (как и все свойства организмов).

Из перечисленных свойств популяций особое значение для человека воспроизводство, т. е. Образования органического вещества. Это свойство называется продуктивностью, а образуемое органическое вещество — продукцией.

Продукция для человека может иметь разное практическое значение: полезное, бесполезное и вредное. Темп, эффективность и энергетические особенности продуцирования зависят от специфики популяций и условий существования.

Возможности популяции в плане приспособления неизмеримо выше, чем у образующих ее отдельных особей. Популяция определяет свою судьбу, «дирижируя» (Шварц С.С.) физиологическим состоянием особей и даже протекающими в них цитогенетическими процессами. Если в популяции наблюдается тенденция повышенной смертности, то возникает сигнал «нас слишком мало», который приводит к кардинальным изменениям физиологии всех членов популяции, направленные к цели мобилизации всех экологических резервов в интересах самосохранения. В обратном случае в популяции включаются адаптации, предупреждающие развитие опасного для нее процесса перенаселения.