Общая гидробиология

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра зоологии и ихтиологии

Общая гидробиология

Программа спецкурса для студентов биологического факультета очной и заочной форм обучения по

специальности «Биология».

ИЗДАТЕЛЬСТВО ТЮМЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА, 2005

Работа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры зоологии и ихтиологии протокол № от . Утверждена учебно – методическим советом биологического факультета Тюменского государственного университета.

Программа предназначена для студентов биологического факультета, специализирующихся на кафедре зоологии и ихтиологии по специальности «Биология». В программе изложены общие принципы и основные понятия в гидробиологии. Рассмотрены условия обитания, жизненные формы, видовой состав и экологические основы жизнедеятельности водных организмов. Даются сведения биологической продуктивности водоемов.

Составитель: кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии и ихтиологии

Рецензенты: доцент

доцент

Ответственный за выпуск: доцент кафедры

© Тюменский государственный университет 2005 © , 2005

Программа спецкурса «Общая гидробиология» по специальности «Биология»

1.  Пояснительная записка

Спецкурс «Общая гидробиология» рассчитан для студентов

биологического факультета очной и заочной форм обучения, по специальности «Биология».

Цель спецкурса: формирование у студентов целостного

представления о структуре и функционировании гидроэкосистем, о единстве водных организмов и среды их обитания.

В задачи преподавания дисциплины входит:

- знакомство с биотопами и основными жизненными формами гидробионтов.

- изучение взаимосвязи между особенностями водной среды (гидрологические и гидрохимические показатели) и образом жизни основных групп гидробионтов.

- изучение механизмов приспособления водных организмов к биотопам и к изменяющейся среде (суточные и сезонные изменения, цикломорфозы, вертикальные миграции и т. д.)

- знакомство с пищевыми взаимоотношениями водных организмов и основами биологической продуктивности гидроэкосистем.

2.  Тематический план изучения дисциплины

Наименование темы	Лекции (кол. час)	Практические занятия (кол. час)
ОДО	ОЗО	ОДО	ОЗО
1. Введение. Вода, как среда обитания гидробионтов.	2	1	-	-
2. Жизненные формы гидробионтов.	2	2	3	1,5
3. Взаимоотношение водных организмов с факторами среды.	3	2	3	1,5
4. Пищевые взаимоотношения гидробионтов.	2	1	1	-
5. Биологическая продуктивность водоемов.	1	-	-	-
Итого	10	6	7	3
Форма контроля	Экз.	Зач.

3. Содержание курса

Тема 1. Введение. Вода, как среда обитания гидробионтов.

История возникновения и становления гидробиологии как

самостоятельной науки. Предмет, методы и задачи. Основные направления гидробиологии: гидробиология морских и континентальных вод, эстуариев и т. д.; прикладная (рыбохозяйственная, санитарная, техническая, промысловая и т. д.). Современная гидробиология, как наука о закономерностях функционирования водных экосистем. Основные принципы и понятия.

Физико-химические свойства воды, их значение для развития жизни в воде. Донные осадки, их образование и распределение в водоемах. Физико-химические свойства грунтов, как фактора определяющего закономерности распределения донного населения. Структура водоема: бенталь, литораль, пелагиаль. Типы водоемов.

Тема 2. Население гидросферы. Основные жизненные формы гидробионтов.

Первичноводные и вторичноводные организмы. Понятие

“гидробионты”. Основные жизненные формы гидробионтов. Планктон. Классификация организмов планктона по качественному составу, продолжительности жизни, по размеру, по вертикали. Приспособления гидробионтов к планктонному образу жизни. Особенности распределения. Понятие цикломорфоза. Методы исследования планктона.

Нейстон. Поверхностная плёнка воды как субстрат для гидробионтов. Многобразие их форм и приспособления к нейстонному образу жизни. Эпинейстон и гипонейстон. Особенности условий обитания.

Бентос. Размерные группы бентоса; экологические группы бентосных организмов. Приспособления к бентосному образу жизни. Движение бентосных форм, их миграции, расселение. Методы исследования бентоса.

Перифитон и обрастание. Основные понятия, термины. Состав перифитона континентальных водоёмов. Пространственная структура сообществ. Основные закономерности формирования сообществ. Проблема борьбы с обрастанием.

Пелагобентос.

Нектон. Особенности распределения нектонных организмов. Приспособления к пелагическому образу жизни.

Тема 3. Взаимодействие гидробионтов с факторами среды

Температура. Диапазон температуры в водоемах. Сезонная

динамика и вертикальное распределение температуры (термоклин, стратификация). Температура, как экологический фактор. Влияние температуры на процессы обмена веществ водных животных. Температурный коэффициент Вант-Гоффа. Температурные адаптации гидробионтов (стенотермность, эвритермность). Распределение организмов по температурным областям (арктическая, бореальная, нотальная, тропическая и антарктическая).

Свет. Световые условия в водной среде. Приспособления

гидробионтов к условиям освещенности. Окраска водных организмов. Особенности зрения водных животных. Биолюминесценция. Вертикальные миграции гидробионтов.

Содержание растворенных газов. Количество и соотношение

газов, растворенных в воде. Кислород, источники его образования и стратификация. Дыхание гидробионтов (водное, атмосферное). Заморные явления. Адаптация гидробионтов к обитанию в условиях дефицита кислорода. Углекислый газ, его роль в водоемах. Сероводород, источники его образования и влияние на гидробионтов.

Соленость. Солевой состав природных вод. Классификация

водоемов по солености: пресные бассейны, солоновато-водные бассейны, морские водоемы, гипергалинные водоемы. Эвригалинные и стеногалинные организмы. Водно-солевой обмен у гидробионтов, их способность к его регуляции. Пойкилоосмотичные и гомойосмотичные организмы. Критическая соленость.

Содержание биогенных элементов. Источники их образования и

потребители. Распределение, динамика и роль в водоемах.

Содержание растворенных органических веществ. Источники

РОВ в водоемах и водотоках. Особенности динамики и роль в питании гидробионтов. Теория Пюттера и ее современное развитие.

Активная реакция среды. Активная реакция среды в природных

водоемах. Влияние изменений рH на гидробионтов ; рН как показатель газового режима водоема.

Гидростатическое давление. Его влияние на свойства воды.

Адаптации гидробионтов к высоким давлениям.

Тема 4. Пищевые взаимоотношения водных организмов

Классификация водных организмов в зависимости от характера

питания. Способы добывания пищи. Особенности питания водных животных: фильтрация как специфический для водной среды тип питания. Спектры питания и пищевая элективность. Понятия монофагии, полифагии и стенофагии. Кормовые ресурсы, кормовая база и кормность водоёмов.

Тема 5. Биологическая продуктивность гидроэкосистем

Основные понятия о биологической продуктивности водоёмов.

Основные факторы, определяющие продуктивность водоёмов. Понятие продукции и деструкции. Их соотношение в природных водоёмах. Первичная и вторичная продукция. Классификация водоёмов по биологической продуктивности. Аквакультура.

4. Практические занятия

Тема 1. Жизненные формы гидробионтов

Планктон. Органы движения планктонных организмов. Движение

при помощи антенн и торакальных конечностей. Наблюдение живых веслоногих и ветвистоусых ракообразных. Движение при помощи коловращательного аппарата (живой материал – коловратки); реактивное движение (фиксированный материал – гидроидные медузы); движение с помощью ундулирующих мембран и щетинок (живой и фиксированный материал – гребневики, турбеллярии).

Приспособления к сохранению взвешенного состояния в воде.

Редукция скелета (фиксированный материал и детали скелета кальмаров и каракатиц, крылоногие моллюски); обводнение тела (фиксированный материал – сцифомедузы, сине-зеленые водоросли, ветвистоусые рачки Holopedium); жировые включения (живой материал - низшие ракообразные); газовые включения (сине-зеленые водоросли, личинки комаров - хаоборусов); уплощение и образование выростов (планктонные водоросли Ceratium, Chaetoceros; ветвистусый рачок Bythotrephes); удлинение продольной оси тела (ветвистусый рачок Leptodora).

Бентос. Приспособления организмов к обитанию на дне

водоемов: прикрепленные организмы (фиксированный материал - пресноводные и морские губки, усоногие ракообразные, мшанки, моллюски, водоросли, кораллы); сверлящие организмы (фиксированый материал – двустворчатые моллюски Teredo, морские ежи, губки); закапывающиеся организмы (фиксированный материал - полихеты, двустворчатые моллюски, личинки комаров-хирономид); животные, обитающие на поверхности грунта (фиксированный материал - двустворчатые моллюски, морские ежи, крабы).

Нектон. Особенности строения в сравнительном плане.

Организмы нейстона. Ветвистоусые рачки Scapholeberis.

Тема 2. Взаимодействие гидробионтов с факторами среды.

Защитные приспособления. Фиксированные пресноводные губки

и мшанки. Препараты с геммулами и статобластами. Фиксированные или живые дафнии с эфиппиумами и партеногенетическими яицами. Самцы и самки дафний.

Соленость воды. Влияние изменений солености на организм

(фиксированный материал-жаброногий рачок Artemia). Стеногалинные и эвригалинные формы (музейные препараты).

Органы дыхания. Кожное дыхание. Строение головного щита

Cladocera (Leptodora или Polyphemus). Дыхание при помощи жабр: двустворчатые моллюски (Unio, Anodonta); ракообразные (Astacus, Gammarus), личинки ручейников и стрекоз. Дыхание атмосферным воздухом (фиксированный материал – жук-плавунец, личинки двукрылых насекомых из семейств Syrphidae - крыски, Stratiomydae - львинки, Culicidae - кровососущие комары).

Сезонные изменения планктона. Цикломорфоз (фиксированный

материал - коловратки, ветвистоусые рачки, пирофитовая водоросль Ceratium.

Тема 3. Пищевые взаимоотношения водных организмов.

Фильтрационное питание. Изучение фильтрационного аппарата

ветвистоусых ракообразных (фиксированный материал).

Контрольные вопросы

1.  Основные жизненные формы гидробионтов.

2.  Приспособления планктонных организмов к парению.

3.  Экологические зоны бентали и пелагиали озер.

4.  Биологическая классификация озер.

5.  Понятие первичной и вторичной продукции гидросистем.

6.  Понятие кормовых ресурсов и кормовой базы водоемов.

7.  Особенности питания водных животных.

8.  Причины, обусловливающие развитие в водоемах заморных явлений.

9.  Адаптации гидробионтов, связанные с глубоководным образом жизни.

10.  Основные черты населения различных температурных областей океана.

11.  Способы дыхания у водных животных.

12. Жизненные формы гидробионтов поверхностной пленки воды.

13. Перечислить основные экологические группы бентоса.

14. Температурный режим в водоемах разных широт.

15. Взаимосвязь между водными организмами и активной реакцией среды.

16.  Взаимосвязь между водными организмами и освещением.

17.  Адаптация гидробионтов к газообмену.

18.  Активный и пассивный солевой обмен у водных животных.

19.  Способы добывания пищи у водных животных.

20.  Источники растворенных органических веществ в водоемах.

21.  Перифитон. Проблема борьбы с обрастанием.

22.  Физико-химические свойства воды и грунта.

23.  Биолюминесценция. Типы свечения.

24.  Спектры питания и пищевая элективность.

Рекомендуемая литература

Основная литература

1.  Березина . М.: Высш. шк., 19с.

2.  , Герд , озера и водохранилища СССР. Их фауна и флора. М.: Изд-во АН СССР, 19с.

3.  Кожова в гидробиологию. Л.: Наука, 19с.

4.  Константинов гидробиология. М.: Высш. шк., 19с.

5.  Общие основы изучения водных экосистем /Под ред. . Л.: Наука, 19с.

Дополнительная литература

6.  Алимов в продукционную гидробиологию. Л.: Гидрометеоиздат, 19с.

7.  Гиляров планктонных ракообразных в пресных водоемах. М.: Наука, 19с.

8.  Протасов перифитон. Киев: Наукова думка, 19с.

9.  Основы прикладной экологии. Л.: Мир, 19с.

10.  , Планктон. Л.: Гидрометеоиздат, 19с.