Flora i Fauna ekosystemów wodnych - wody słodkie

Ekosystem-układ ekologiczny obejmujący żywe organizmy i środowisko nieożywione (biocenoza i jej biotop), w którym zachodzi obieg materii i przepływ energii.

W ekosystemach jezior światło jest pierwszą zmienną wpływającą, na produkcje pierwotną, a głębokość, do której dociera światło w jeziorze jest podstawową zmienną wpływającą na zakres strefy, w której zachodzi produkcja pierwotna. Woda pobiera promieniowanie słoneczne bardzo silnie. Połowa promieniowania słonecznego jest pochłaniana w pierwszym metrze wody w tym całe promieniowanie podczerwone. W ekosystemach wodnych, intensywnością oświetlenia powiązana jest temperatura i jest trudna do oceny jako czynnik. Wielka różnorodność jezior związana jest z rozmaitością potencjalnych czynników ograniczających. Roślina potrzebuje do wzrostu pewnych pierwiastków. Dawniejsze badania wskazywały, że głównymi pierwiastkami ograniczającymi w wodach śródlądowych są azot i fosfor. Jeziora, które zostały zdominowane przez okrzemki i zielenice, zmieniły się w takie, w których głównym składnikiem stały się sinice. Proces ten nazywa się eutrofizacją. Za czynnik ograniczający produkcję fitoplanktonu w większości jezior jest obecnie uważany fosfor. Czynniki fizyczne, takie jak ruch wody i wymiana gazowa, jak się wydaje, regulują dostępność CO2 i rzadko staje się on dla glonów czynnikiem ograniczającym.

Woda jest substancją podstawową dla rozwoju życia. Istnieje wiele typów słodkowodnych zbiorników i cieków wodnych. Są one środowiskiem życia niezwykle różnorodnej fauny i flory.
Większość zwierząt żyjących w wodach słodkich, włączając w to ryby i małe bezkręgowce, powstała w morzu i opanowała wody słodkie przez sieć rzek łączących się z morzami. Z kolei pierwotnym środowiskiem życia owadów, pajęczaków i niektórych mięczaków był ląd. Dopiero później skolonizowały one wody słodkie. Wodne rośliny również skolonizowały to środowisko od strony lądu, a niektóre formy do dzisiaj zachowały w swojej budowie cechy świadczące o ich lądowej przeszłości, np. aparaty szparkowe – maleńkie otworki, przez które przechodzą tlen i dwutlenek węgla. Wody słodkie można podzielić na 2 grupy: wody kwaśne (miękkie) i wody zasadowe (twarde). Oczywiście wiele strumieni i stawów może posiadać wody znajdujące się na pograniczu tych dwóch głównych typów. W wodach słodkich najważniejszymi organizmami są bakterie, które stanowią podstawowe ogniwo łańcucha zależności pokarmowych. Te proste organizmy nie mogą żyć w wodach kwaśnych i dlatego zakwaszone zbiorniki posiadają ubogą faunę. W wodach wapiennych - zasadowych – bakterie dobrze się rozwijają i stąd stawy oraz strumienie na terenach o podłożu wapiennym, bogatym w związki wapnia mają najbogatszą i najróżnorodniejszą faunę.
Rośliny wodne
Stawy z wodą o odczynie kwaśnym posiadają za to bogatą florę wodną. Są to rośliny okalające brzegi zbiorników, rośliny o pływających liściach zakorzenione w dnie zbiornika, a także rośliny, które są całe zanurzone pod powierzchnią wody. Najczęściej jest to łan trzciny, z pałki, tataraku, sitowia jeziornego, zwanego oczeretem jeziornym.
Rośliny wodne posiadają delikatniejsze tkanki niż rośliny lądowe oraz cienką skórkę (epidermę) dzięki czemu ich ciała są elastyczne i poddają się ruchom prądów wody. Duże przestrzenie powietrzne, nazywane aerenchymą, obniżają gęstość ich ciała i rośliny te mogą swobodnie unosić się w wodzie. Aerenchyma jest również magazynem tlenu który może być łatwo rozprowadzony po całej roślinie. Tkanka przewodząca roślin wodnych ma postać jednej centralnie położonej wiązki, w przeciwieństwie do roślin lądowych mających kilka peryferycznych wiązek przewodzących. Jaskier wodny, czyli włosienniczek jest przykładem rośliny o pływających liściach, która jest zakorzeniona w dennym mule stawu lub koryta strumienia. Posiada on dwojakiego rodzaju liście
podwodne o podzielonej blaszce liściowej i okrągłe, pływające na powierzchni wody. Włosiennicznik kwitnie późną wiosną, kwiaty są białe i wystają nad powierzchnię wody. Są zapylane przez pszczoły i muchy. Grążele i grzybienie posiadają duże i spłaszczone liście pływające. Ich górna powierzchnia jest wodoszczelna, błyszcząca i nawoskowana, znajdują się na niej szparki, przez które dokonuje się wymiana gazowa. Część dolna liścia absorbuje tlen i sole mineralne z wody. Duże wystające z wody kwiaty są zapylane przez owady, najczęściej muchy i trzmiele. Roślinami, które żyją cały czas pod wodą, tworząc podwodne łąki są glony ramienice. Ich cechą charakterystyczną jest zdolność do odkładania w ścianach komórkowych związków wapnia. Inną pospolitą rośliną podwodną jest moczarka kanadyjska.
Można ją znaleźć w wielu domowych akwariach, gdyż podczas fotosyntezy wytwarza znaczne ilości tlenu. Wiele gatunków roślin wodnych pływa na powierzchni wody. Należy do nich kilkumilimetrowej wielkości rzęsa. Ciało tej rośliny to przypominająca liść łodyga oraz cienkie, zwisające korzenie. Na jesieni powstają roślinki o małych liściach i krótkich korzeniach. Gromadzą one zapasy skrobi i opadają na dno gdzie pozostają przez całą zimę. Na wiosnę, gdy skrobia jest zużyta i powstają puste przestrzenie w tkankach, roślinki wypływają na powierzchnię. Rośliny podwodne są zazwyczaj samopylne. Mogą też na czas kwitnienia wynurzać się na powierzchnię, gdzie są zapylane przez owady. U rogatek do zapylenia dochodzi pod wodą. Dojrzałe pylniki odrywają się od rośliny i dzięki komorom powietrznym pływają na powierzchni. Pękając, uwalniają ziarnka pyłku, które są przenoszone na znamię kwiatów żeńskich.
Zwierzęta wodne
W środowisku lądowym tlen jest łatwo dostępny. W wodzie stężenie rozpuszczonego tlenu jest dużo mniejsze. Ponadto tlen z wody przenika do tkanek dużo wolniej niż tlen z powietrza. Małe zwierzęta tj. rozwielitki i wypławki, pobierają tlen całą powierzchnią ciała. Większe zwierzęta posiadają specjalne powierzchnie oddechowe. Ryby np., wypełniają jamę gębową wodą, a następnie przepuszczają ją przez skrzela. Skrzela posiadają gęstą sieć naczyń krwionośnych, dzięki czemu dochodzi do intensywnej wymiany gazowej.
Małże, również oddychają skrzelami, np. szczeżuja, pobierają wodę z tlenem i usuwają odtlenioną wodę syfonami; w tym przypadku, woda wpływająca do wnętrza małża niesie również cząstki pokarmu. Fauna stawu jest reprezentowana przez przedstawicieli prawie wszystkich głównych grup zwierzęcych. Występują między nimi skomplikowane zależności pokarmowe. Gąbki, stułbie i przywry
Gąbki słodkowodne porastają podwodne części roślin, tworząc fantazyjne, krzaczaste formy. Stułbie, mające miękkie, smukłe ciała dochodzące do 2,5 cm są również organizmami osiadłymi. Ich polipy posiadają czułki z komórkami parzydełkowymi i żywią się głownie drobnymi słodkowodnymi skorupiakami, takimi jak rozwielitki. Świat słodkowodnych płazińców jest równie różnorodny. Wypławki są niepasożytnicze, dochodzą do 30 mm długości i prowadzą drapieżny tryb życia. Spokrewnione z nimi przywry są większości pasożytami. Niektóre z nich są pasożytami zewnętrznymi ryb, inne natomiast, podczas swych skomplikowanych cykli rozwojowych, żyją we
wnętrzu organizmów tj. ślimaki, ryby, ptaki i ssaki. Mogą one atakować ludzi, szczególnie w ciepłych krajach tropikalnych. Ludzie zarażają się nimi pijąc nieprzegotowaną wodę lub kąpiąc się w zbiornikach opanowanych przez larwy przywr. Małże szczeżuje i skójki są słodkowodnymi mięczakami o niezwykłym cyklu rozwojowym. Ich dorosłe osobniki żyją na dnie zbiorników. Zapłodnione jaja przekształcają się w oskorupione larwy, które przytwierdzają się do ciała ryb. Tak przyczepione do ciała żywiciela przez 3 miesiące odżywiają się jego krwią, a po tym okresie odłączają się, opadają na dno i rozpoczynają samodzielne życie. Na powierzchni wody żyją zwierzęta, które wykorzystują napięcie powierzchniowe cieczy, dzięki czemu mogą utrzymać się na powierzchni wody i nie tonąć. Przykładem są nartniki. Odnóża tych owadów są zakończone szczecinkami, które działają jak poduszeczki, co zabezpiecza przed przebiciem powierzchni cieczy. Dzięki nim zwierzęta te mogą ślizgać się i biegać po wodzie. Para długich odnóży środkowych i tylnych służy celom lokomocyjnym, a para odnóży przednich jest używana do przetrzymywania pokarmu, którym są inne owady, wcześniej utopione. Chrząszcze z rodziny krętakowatych przebywają w połowie w wodzie, a w połowie są wynurzone. Mogą rejestrować obrazy znad i spod powierzchni wody dzięki specjalnej budowie oczu. Górna część oczu rejestruje obrazy znad powierzchni, a dolna spod wody. Pływając, używają odnóży tylnych i środkowych, które są zaopatrzone we włoski powiększające ich powierzchnię. Należąca do bezskrzydłych skoczogonków pchliczka wodna ma tylko 1,5 mm
długości. Stada tych ciemno ubarwionych owadów przypominają sadzę, która osiadła na powierzchni wody. Pchliczki żywią się gnijącymi częściami roślin. Poruszają się w wodzie dzięki ruchom rozwidlonego ogonka.
Larwy wielu owadów, tj. komary i pływaki żółtobrzeżki wykorzystują powierzchnię wody do uzupełniania zapasów tlenu. Również dorosłe pływaki żółtobrzeżki podpływają aby zaczerpnąć tlenu. Podobnie postępują wioślakowate i pająki topiki. Liczne owady składają jaja na pływających po powierzchni wody roślinach. Rośliny te są również pokarmem i miejscem schronienia dla wielu larw owadów. Gąsienice wielu gatunków motyli i ciem żerują na liściach grążeli i na rzęsie.
W błotnistym szlamie dna stawu, gdzie stężenie tlenu jest bardzo niskie, kotłuje się od istot żywych. Małe, czerwone pierścienice tubifeksy występują grupami. Dorastają do 3-4 cm długości. Ich pokarmem są organiczne cząstki mułu. Tubifeksy są pokarmem ryb i larw wielu owadów. Larwy ochotek również żyją w dennym mule. Dorastają do 2 cm długości i też są pokarmem wielu zwierząt. Larwy niektórych owadów z rodziny bzygowatych wykazują unikalny sposób radzenia sobie w warunkach niskiego stężenia tlenu. Na końcu swego ciała wykształciły długie ogonowe rurki tchawkowe. Chociaż larwy mają długość 15-20 mm rurki te aby dosięgnąć powierzchni wody mogą się wydłużać do 100 mm.
Ciepłe wody stawów są bardzo atrakcyjnym środowiskiem dla ciepłolubnych ryb a szczególnie dla tych, które są odporne na niedobory tlenowe. Karp występuje powszechnie w stawach i jeziorach o ciepłej widzie i bujnej roślinności. Jego mniejszy krewniak lin przeszukuje dno i rośliny wodne zbierając z nich różnego rodzaju bezkręgowce. Bardzo opornymi gatunkami są również karaś złocisty i karaś srebrzysty. Ciekawe jest to, że występujące w Polsce karasie srebrzyste to wyłącznie samice, nie spotyka się samców. Mimo to jednak karasie rozmnażają się. Dzieje się tak, gdyż ich ikra jest pobudzana do rozwoju przez plemniki innych ryb karpiowatych.
Rzeki i strumienie
Chłodne, szybko płynące wody strumieni są dobrze natlenione, jednak prąd wody jest tu wyjątkowo silny. Specyficzny charakter tego środowiska wymusił u mieszkańców strumieni i potoków wykształcenie trzech głównych rodzajów przystosowań mogący zapewnić im skuteczne przeciwstawienie się naporowi wody. Niektóre zwierzęta mają płaski lub opływowy kształt ciała, co zmniejsza opór, jaki stawiają wodzie. Inne mogą wykazywać przystosowania behawioralne tj. nieustanne pływanie pod prąd. Część wreszcie posiada przyssawki lub haczyki, za pomocą których przytwierdza się do podłoża. Ponad to większość zwierząt żyjących w wartkich strumieniach zamieszkuje strefę przydenną. Przy dnie różnego rodzaju kamienie i inne przedmioty dają schronienie przez naporem wody. Ponad to prąd wody jest tam znacznie słabszy z powodu tarcia. Larwy bezkręgowców, tj. jętki i widelnice mają spłaszczone ciało, dlatego mogą się łatwo wciskać w szczeliny na brzegu lub między kamienie. Ślimaki słodkowodne przysysają się do podłoża, a płazy wydzielając kleistą substancję przylepiają swoje jaja pod spodem podwodnych kamieni. Larwy niektórych chruścików żyją w domkach zbudowanych z ciężkich ziaren piasku i patyczków a niektóre wytwarzają poskręcane jedwabne sieci do których przyczepiają się haczykami. Ze względu na charakter ichtiofauny i panujące warunki środowiskowe rzekę można podzielić na kilka krain.
Pierwsza kraina to kraina pstrąga i lipienia w którym żyją ryby przystosowane do życia w szybko płynących strumieniach i w górnym biegu większych rzek. Zaliczmy tu takie ryby jak: pstrąg potokowy, strzebla i lipień. Następną krainą jest kraina brzany. Zaliczmy tu takie ryby jak: jelec, brzana i kleń które należą do rodziny karpiowatych i są typowymi rybami środkowego odcinka rzek. Ryby
te można spotkać także w dolnym odcinku rzek, ale typowym gatunkiem tej części jest leszcz. Jest to kraina leszcza. Natomiast na całej długości rzeki jest spotykany miętus. Miętusy prowadzą drapieżny tryb życia i mogą dorastać do kilkudziesięciu centymetrów.
Ze środowiskiem wód słodkich związanych jest wiele gatunków ptaków. W europie zachodniej części Ameryki północnej żyją pluszcze, które zamieszkują górskie strumienie. Te ciemno ubarwione, nieco większe do wróbla ptaki, w poszukiwaniu bezkręgowców potrafią nurkować aż na dno szybko płynącego potoku. W pobliżu górskich strumieni występują też pliszki górskie i rybożerne zimorodki. Zimorodki podobnie jak jaskółki brzegówki gnieżdżą się w norach, wygrzebanych w wysokich piaszczystych brzegach. Kolonie brzegówek mogą liczyć kilkaset gniazd i spotyka się je przede wszystkim na nizinach. Im niżej, tym koryto rzeki staje się coraz szersze, pojawiają się starorzecza i podmokłe łąki. Rejony te są rajem dla ptaków wodno-błotnych, zarówno lęgowych jak i przelotnych, które wykorzystują je jako bogate żerowiska w czasie odpoczynku. Deltowate ujścia takich rzek jak Dunaj, Wołga czy Rodan należą do najatrakcyjniejszych ornitologicznie terenów w Europie.
Stawy, rzeki i strumienie są nie tylko środowiskiem życia wielu organizmów wodnych, są też ważne dla zwierząt lądowych, które wykorzystują je jako wodopój, żerowisko, miejsce odpoczynku i schronienie przed upałem.

Bibliografia:
Ekologia wód śródlądowych (W.Lampert, U.Sommen)
Encyklopedia Multimedialna PWN
Multimedialna Encyklopedia Biologi
http://portalwiedzy.onet.pl/