Результаты исследования рыб, как биоиндикаторов водной экосистем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация

Предложенная  курсовая работа содержит описание характеристики рыб и водных экосистем, так же в работе раскрыта  идеология биологических методов, показаны результаты исследования рыб, как биоиндикаторов водной экосистемы на примере Обь – Иртышского бассейна.

Всего в работе содержится 39 страниц текста и 20 литературных источников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Аннотация…………………………………………………………………	2
Введение …………………………………………………………………..	4
1 Материалы  и методы исследования рыб как биоиндикаторов водной экосистем……………………………..	6
1.1 Общая характеристика  и классификация рыб……………...	6
1.2 Характеристика  водных экосистем и методы  оценки качества воды…………………………………………………….	11
1.3 Идеология  биологических методов…………………………	21
2 Результаты  исследования рыб, как биоиндикаторов  водной экосистем………………………………………………………….	26
2.1 Рыбы как индикаторы качества вод…………………………	26
2.2 Анализ показателей  состояния популяций  рыб и  их биоразнообразия на примере  Обь – Иртышского бассейна	28
Выводы……………………………………………………………………..	34
Список литературы……………………………………………………….	38

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Нарастающие масштабы загрязнения водоемов различными техногенными соединениями являются причиной поиска критериев в оценке их состояния. Особое место в потоке поступающих в водные экосистемы аллохтонных веществ занимают органические соединения, которые наряду с автохтонным органическим веществом, образующимся непосредственно в водоеме, определяют уровень евтрофирования водных экосистем и оказывают существенное влияние на органолептические свойства воды. Изменения, происходящие в гидросфере, наиболее сильное воздействие оказывают на водные организмы, в том числе рыбы, которые чутко реагируют на изменения состояния среды и именно их целесообразнее использовать в качестве биоиндикаторов.

Рыбы, как завершающее звено в трофической  цепи водоемов являются объективными индикаторами уровня загрязнения водной среды в целом, но не отдельных  ее участков. Обусловлено это тем, что рыбы, как мигрирующие организмы, дают лишь интегральную характеристику загрязнения водного объекта. Изменения экологических факторов водной среды в условиях антропогенного загрязнения водоема различными по природе химическими веществами могут оказать существенное влияние на жизнедеятельность и выживание рыб: ослабить устойчивость организма к раздражителям и привести к гибели.

Цель  работы заключается в определении  роли рыбы как биоиндикаторов экологического состояния водной экосистемы.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи: рассматривается общая характеристика рыб и водных экосистем, рассматривается идеология биологических методов, проводится анализ показателей состояния популяций  рыб и их биоразнообразия на примере Обь – Иртышского бассейна.

Объектом  исследования является экологическое состояние Объ – Иртышского бассейна

Предметом исследования является рыба как биоиндикатор водных экосистем.

В ходе выполнения работы использовались следующие  литературные источники таких авторов как: Абакумов В.А., Сущеня Л.М. Акимова Н.В., Балашов Ю.С. Безух Н.И., Гашев, Жигилева О.Н., Моисеенко Т.И.,Решетников Ю.С. Соколов С.Г. Стрелков Ю.А., Филенко О.Ф., Флеров Б.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Материалы  и методы исследования рыб  как биоиндикаторов водной экосистемы

1.1 Общая характеристика и классификация рыб

В настоящее  время существует более 20 тысяч видов, объединяемых в класс рыб. Рыбы относятся  к типу хордовых, куда также входят амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие. Этот тип по-разному подразделяется на таксоны более низкого ранга. В аквариумах содержат несколько сотен видов в основном представителей надотряда костистых рыб (Теleostei). Эта группа объединяет подавляющее большинство современных рыб. В процессе накопления знаний в области анатомии, эмбриологии и палеонтологии система рыб постепенно изменяется, все более приближаясь к естественному "родословному древу", отражающему действительные родственные связи внутри класса рыб. В связи с вышеуказанным систематика, используемая отдельными авторами, несколько различается. В основу классификации положены биоморфологические и генетические признаки эволюционной единицы - вида. Биологический вид - это совокупность организмов, не скрещивающихся с другими в природе, связанная единством происхождения и сходством во всех существенных признаках. Для их обозначения применяют бинарную номенклатуру, предложенную К. Линнеем в 1758 г.[6]

Первое слово  характеризует род, объединяющий близкие  виды, второе - собственное название вида. Роды объединяются в подсемейства, подсемейства - в семейства, семейства - в надсемейства, далее - в подотряды, отряды, подклассы и, наконец, в класс рыб. Существуют и промежуточные систематические единицы, удобные для внутренней практической деятельности обозначения - разделы, секции, комплексы, группы. В ихтиологии названия систематических единиц обозначаются по первому описанному роду с изменением окончания. Так, название подсемейства оканчивается на -ini (Cyprinini), семейства - на -idae (Cyprinidae), надсемейства - на -oidae (Cyprinoidae), подотряд - на -oidei (Cyprinoidei), отряда (как правило) - на -formes (Cypriniformes). Остальные систематические единицы обозначаются без определенных окончаний. Рыбы - обширная и неоднородная группа животных. В отличие от млекопитающих, птиц, земноводных, рептилий и даже насекомых, рыбы - это общее название целых семи классов. Первый класс - остракодермы, самые первые из рыб. Остракодермы были закованы в прочный панцирь, плавников не имели, лишь их зачаточные отростки. Медленно переползая по дну, остракодермы профильтровывали ил в поисках пищи либо же взмучивали воду жабрами, заглатывая всё, что попадалось вместе с водой. Но челюстей у них ещё не было, лишь присосковидное образование на конце "морды", в котором и находился фильтрующий аппарат. Последние остракодермы вымерли в девоне-начале карбона.

Второй класс  бесчелюстных раньше назывался "круглоротые" и включал около 45 видов миног  и миксин. Однако теперь систематика  изменилась. Миноги объединены с ископаемыми  цефаласпидоморфами (раньше считались  остракодермами) в один класс, миксины  образуют другой. Начнём с миксин. Это совсем непохожие на рыб морские падальщики. Очень интересно, что миксины умеют завязываться узлом и это помогает им в трёх делах: 1) вырвать из аппетитной рыбы кусочек побольше; 2) счистить с себя мусор или грязь; 3) выскользнуть из чьей-то цепкой хватки. Представители второго класса, миноги, более известен широкой публике, нежели миксины. Личинки миног - пескоройки - являются фильтровальщиками, взрослые особи паразитируют на живых рыбах. Они живут как в морях, так и в реках. Многое в строении и жизни миног остаётся загадкой - к примеру, назначение странного кожного пузыря под глоткой австралийской миноги. Некоторые миноги имеют хозяйственное значение, так, каспийская минога использовалась как пища и источник полезного в медицине жира. У миног и миксин есть общие признаки. Например, тело и тех, и других не имеет чешуи, а покрыто скользкой слизистой кожицей (лишь у древних родичей миног, цефаласпидоморф, тело было в панцире).

Третий  класс рыб - плакодермы, или челюстные панцирные рыбы. Они, как остракодермы и цефаласпидоморфы, имели панцирь, но одно отличие у плакодермов всё-таки было: у них появились челюсти. Кстати говоря, панцирь у них тоже был особый: раделённый на головную и туловищную часть, соединённые парой горизонтально расположенных шарниров. Современных плакодермов нет, последние из них вымерли в карбоне, чуть позже остракодермов. Делится класс плакодерм на 2 подкласса - примитивных забронированных антиарх (атеролепис, ботриолепис) и более "продвинутых" хищных артродир (дунклеостеус, коккостеус), у которых панцирь покрывал лишь переднюю часть тела.

Четвертый, небольшой, класс рыб - акантодии. Они были уже почти полностью готовыми на "звание" настоящих рыб - имели развитые челюсти и зубы могли превосходно охотиться, избавились от панциря. Хотя не все из них были хищниками - существовали и акантодии-фильтраторы. Акантоды типа девонского климатиуса были одними из первых рыб с парными плавниками. Увы, акантодии не дожили до наших времён. Последние из них вымерли в начале перми. Раньше акантодий относили к плакодермам, теперь они считаются особым классом (хотя порой причисляются к костным). Кстати говоря: как считают учёные, и плакодермы, и акантодии были пресноводными, хотя могли, в принципе, переносить и солёную воду.

Пятый класс - самый знаменитый и большой класс рыбьего царства это, разумеется, костные рыбы. Он делится на два подкласса - лучепёрые и лопастепёрые. Начнём с лучепёрых. Самые первые лучепёрые - это полностью вымершие в начале мела палеониски. Они достигли расцвета в перми и триасе, найдено множество пермотриасовых палеонисков - тунгусихтис, авамия, караунгурия. От палеонисков произошли хрящевые ганоиды. Обычно их делят на три отряда[2].

Современная биологическая  наука учит, что определенной среде  присущи те или иные организмы. Изучение биологии рыб наглядно подтверждает это положение. Организм рыб, начиная от формы тела и кончая дыхательным аппаратом и органами чувств, приспособлен к условиям жизни в воде.

Рыбам необходимо двигаться, чтобы находить пищу и  спасаться от врагов. Однако вода оказывает значительное сопротивление их движению. Поэтому в процессе эволюции большинство рыб приобрело обтекаемую форму тела, облегчающую преодоление сопротивления водной среды.

Наиболее совершенную  обтекаемую форму туловища имеют проходные рыбы, совершающие далекие миграции, например лососи. Почти такое же веретенообразное туловище, мощный хвост и некрупная чешуя у рыб, постоянно живущих на быстрине (форель, гольян, осман, усач и т. п.). Подчас некоторые рыбы (плотва, язь), обитающие в верховьях реки на быстром течении, обладают более веретенообразным туловищем, чем рыбы того же вида, населяющие устье, где течение медленнее. Широкие, высокотелые рыбы обитают в тихих водах, так как здесь им не приходится бороться с течением; кроме того, такая форма тела помогает им лучше избегать хищников, менее охотно схватывающих широких рыб.

Различны формы  туловища и у рыб, которые живут  на дне и в верхних слоях  воды. Например, у донных рыб (камбала, сом, налим, бычок) тело сплющенное, позволяющее им опираться на грунт большой поверхностью.

Иногда рыбы приспосабливаются к пассивному движению. Листовидная форма личинок  угря облегчает их перенос течением с мест нереста угря, расположенных  у берегов Центральной Америки, к местам постоянного обитания в водоемах Европы[8].

В случаях, когда  рыбы почти не перемещаются, часть  их туловища вместе с хвостом превращается в орган прикрепления (морской  конек).

Известное влияние  на форму тела оказывает и характер питания; например, у хищных рыб, догоняющих добычу, туловище обычно более прогонистое, чем у рыб, питающихся малоподвижной пищей.

Механизм движения рыб долгое время оставался неясным. Предполагали, что главную роль здесь  играют плавники. Последними исследованиями физиков и ихтиологов доказано, что  поступательное движение рыбы осуществляется преимущественно волнообразными изгибами тела. Некоторую помощь в движении вперед оказывает хвостовой плавник. Роль других плавников сводится в основном к координирующим и направляющим функциям — спинной и анальный плавники служат килем, грудные и брюшные — облегчают рыбе перемещение по вертикали и помогают поворачиваться в горизонтальной плоскости.

В соответствии со строением дыхательных органов  рыбы по-разному относятся к количеству растворенного в воде кислорода. Одни рыбы нуждаются в очень высоком содержании его в воде — лосось, сиг, форель, судак; другие менее требовательны — плотва, окунь, щука; третьи удовлетворяются совершенно ничтожным количеством кислорода — карась, линь. Существует как бы определенный для каждого вида рыб порог содержания кислорода в воде, ниже которого особи данного вида становятся вялыми, почти не перемещаются, плохо питаются и в конце концов погибают.

Большинство рыб  дышит растворенным в воде кислородом. Основным органом дыхания являются жабры. Форма и величина поверхности жабер, строение жаберных щелей и механизм дыхательных движений зависят от образа жизни рыб. У рыб, плавающих в полводы, жаберные щели большие, а жаберные лепестки все время омываются свежей водой, богатой кислородом. У донных рыб — угря, камбалы — жаберные щели маленькие (иначе они могут засориться илом) с приспособлениями для принудительной циркуляции воды.

Рыбы, которые  живут в воде, бедной кислородом, имеют дополнительные органы дыхания. Карась и некоторые другие рыбы при  недостатке в воде кислорода заглатывают атмосферный воздух и используют его для обогащения воды кислородом[1].

1.2 Характеристика  водных экосистем и методы  оценки качества воды

В своем  естественном состоянии различные  природные водоемы могут сильно отличаться друг от друга. На водную флору и фауну действуют такие показатели   как   глубина   водоема,   скорость   течения,   кислотно-щелочные свойства воды, мутность, кислородный и температурный режим, количество растворенной органики, соединений азота и фосфора и многие другие. На все эти   параметры   влияет   как   антропогенная   нагрузка,   так   и   естественные процессы, происходящие в водоемах. Для водоемов разных типов в норме будет характерен разный видовой состав и обилие водных организмов (гидробионтов). Стоит заметить, что самые чистые водоемы не будут обладать самой богатой фауной[8].