Az édesvízben élő állatokat és növényeket vízi életnek nevezzük. A víz, amelyben élnek, édesvíz, ami azt jelenti, hogy kevésbé sós, mint az óceán. Az édesvízi környezetet körülvevő szárazföldi (szárazföldi) környezet nagy hatással van az ott élő állatokra és növényekre. Az édesvízi környezetet befolyásoló tényezők közé tartozik az éghajlat, a talaj összetétele, valamint a területen élő szárazföldi állatok és növények.
A szárazföldhöz hasonlóan a vízi növényeknek is szükségük van szén-dioxidra, tápanyagokra (a növekedéshez szükséges anyagok, például foszfát és nitrogén) és fényre a fotoszintézishez, vagyis ahhoz a folyamathoz, amelyben a növények a napfényből, vízből és szén-dioxidból állítják elő táplálékukat. A vízi állatoknak oxigént kell belélegezniük és táplálékot kell fogyasztaniuk. A víztestet vagy vizes élőhelyet (olyan földterület, amelyet elég gyakran borít víz ahhoz, hogy az szabályozza a talaj fejlődését) körülvevő fizikai feltételek szabályozzák ezeknek az erőforrásoknak a hozzáférhetőségét. Például a tápanyagok, az oxigén és a szén-dioxid koncentrációja a vízben attól függ, hogy mennyi levegő jut a vízbe, valamint a közeli talaj kémiai összetételétől. A vízben lévő üledékek (homok-, kavics- és iszapszemcsék) befolyásolják, hogy mennyi fény jut a tó vagy folyó aljára. A víz hőmérséklete befolyásolja, hogy az állatok és növények milyen gyorsan nőnek. A víztest aljának jellemzői (homok, iszap, sziklák) és az áramlatok (a víz vízszintes mozgása) sebessége szabályozza, hogy milyen növények és állatok élhetnek és szaporodhatnak egy területen.
Az édesvízi környezeteket általában két nagy kategóriába soroljuk: lencsevizek és lótikus vizek. A lencsés vizek azok, amelyek mozgásban vannak, mint a folyók és patakok. A lótikus vizek azok, amelyek helyhez kötöttek, mint a tavak és tavak. Néha azonban a folyók és patakok tavakba és tavakba torkollnak, és a két különböző élőhely összefolyik. Egyes vizes élőhelyek az édesvízi környezet számos jellemzőjét is tartalmazhatják.
Élet a folyókban és patakokban
A folyókat és patakokat számos fizikai jellemző jellemzi. Általában egy irányba áramló édesvízből állnak. A víz áramlása leggyakrabban egy magasan fekvő területről (például egy hegyvonulatról) egy alacsonyan fekvő területre (például egy óceánra) irányul. Általában a víz kezdetben gyorsan áramlik, majd lefelé haladva lelassul. A patakok gyakran egyesülnek a folyókkal, így a folyó végén több víz van, mint az elején. Ahogy a folyók áramlanak, erodálják (lekoptatják) a sziklákat és üledéket gyűjtenek, így a folyók gyakran zavarosabbak a végén. Mivel a folyók és patakok annyira megváltoznak a kezdetüktől a végükig, az állatok számára sokféle élőhelytípus létezik. Ennek eredményeként a folyókban és patakokban élő állatfajok száma nagyobb, mint a tavakban és tavakban élő fajoké.
Növényvilág a folyókban és patakokban A folyókban és patakokban élő növények számára a legnagyobb kihívást a helyben maradás jelenti, különösen a gyors áramlatokban. A növényeknek számos különböző technikájuk van arra, hogy legyőzzék a víz ellenállását (a húzóerőt). A diatómák az algák egyik fajtája. Az algák olyan tengeri organizmusok, amelyek mérete a mikroszkopikus fitoplanktontól az óriás moszatokig terjed, és amelyek klorofillt tartalmaznak, ugyanazt a pigmentet, amelyet a szárazföldi növények is használnak a fotoszintézishez. A diatómák kis méretükkel kerülik el az áramlatokat. Egyetlen rétegben nőnek a sziklák felszínén. A sziklafelszín és a víz közötti súrlódás miatt a vízáramlás a szikla felszínétől körülbelül egy tized hüvelyk (egynegyed centiméter) távolságban szinte megáll. Ezt a régiót határrétegnek nevezzük, és ez nyújt védelmet a diatómáknak az áramlás erőitől, amelyek egyébként magával rántanák őket a folyásirányba.
A tipikus nagy folyami növények közé tartoznak az algák, a mohák és a májvirágok. Ezek a növények úgy győzik le a víz húzóerejét, hogy különleges alkalmazkodással megragadják a köveket. A nagy algák gyakran gyökérszerű szerkezetekkel, úgynevezett kapaszkodókkal rögzülnek a sziklákhoz. Ezenkívül a növények gyakran rögzítik magukat a sziklák közötti zugokban vagy olyan helyeken, ahol a víz összegyűlik, hogy elkerüljék a folyóvíz vonzását.
A folyami növények, amelyek az áramlatokban élnek, olyan technikákat fejlesztettek ki, amelyekkel ellenállnak a víz erőinek. Ezek az erők gyorsan letörnének minden merev szárú vagy levelű növényt. Ennek eredményeképpen a folyókban élő növények nagyon rugalmasak, így könnyen elhajolhatnak és mozoghatnak az áramlatokkal.
A folyókban és patakokban élő állatok A folyókban és patakokban élő állatoknak is kihívást jelent, hogy ott maradjanak, ahol vannak. Sok állatnak vannak horgai és szívószerveik, amelyekkel a sziklákhoz rögzítik magukat. Az Egyesült Államok északi részén és Kanada déli részén a patakokban élő feketelégy-lárváknak tapadókorongjaik vannak, amelyekkel a patakok szikláihoz tapadnak. A májlegy-lárváknak horgai vannak, amelyekkel a sziklákon növő algákhoz rögzítik magukat.
Más állatok áramvonalas alakjukkal minimalizálják a légellenállást, mivel kevés ellenállást fejtenek ki a vízzel szemben. A pisztrángok, amelyek rendkívül gyakoriak az oxigénben gazdag, gyors áramlású vizekben, torpedó alakúak. A moszatok lapos puhatestűek, amelyek a sziklák felszínére tapadnak. Lapos alakjuk csökkenti az áramlatok ellenállását rajtuk.
Diadrom halak
A diadrom halak olyan halak, amelyek két különböző vízi élőhelyen élnek. Életük egy részében édesvízben, másik részében pedig sós vízben élnek. Ahhoz, hogy a sós vízből az édesvízbe (vagy az édesvízből a sós vízbe) költözzenek, ezeknek az egyedülálló halaknak drasztikus változásokon kell keresztülmenniük, amelyek befolyásolják azt a módot, ahogyan kopoltyúik oxigént gyűjtenek a vízből. A világ halainak mindössze 1%-a diadrom hal. A diadrom halak két típusa az anadrom és a katadrom halak.
Az anadrom halak olyan halak, amelyek életük nagy részét sósvízi halként töltik, majd ívás céljából az édesvízbe vándorolnak (időszakosan vagy szezonálisan). Számos lazacfaj, csíkos sügér, tokhal és acélfejű hal mind anadrom. E fajok többségénél az ikrákat az édesvízben rakják le, és miután kikeltek, az ivadékok az óceánokba vándorolnak. A legtöbb lazacfaj esetében a felnőtt egyedek visszavándorolnak azokba a folyókba, ahol születtek, ahol ívnak, majd elpusztulnak. Más anadrom halak életük során többször is visszavándorolnak az édesvízbe ívásra, és az ívások között visszatérnek az óceánba.
A katadrom halak olyan halak, amelyek felnőtt életük nagy részét édesvízben töltik, majd ívásra sós vízbe vándorolnak. Az Egyesült Államokban az egyetlen katadrom halfaj az amerikai angolna. Az Egyesült Államok keleti partvidékének folyóiban él. Amikor ívásra kész, több ezer mérföldet (kilométert) vándorol a Sargasso-tengerbe, Bermuda közelében. Miután elhagyja az édesvizet, nem eszik, így az ívás után az energiatartalékai elfogynak, és elpusztul.
A patakokban és folyókban élő állatok érdekes módszereket fejlesztettek ki arra, hogy a gyorsan áramló vizekben táplálékot gyűjtsenek. A csigák, a hínárok és a caddis légy lárvák speciális szájszervekkel kaparják le az algákat a sziklákról. Számos különböző rovarlárva, valamint az édesvízi kagylók szűrik a vizet apró táplálékdarabok után kutatva. Speciális, keféhez vagy fésűhöz hasonló szájszervekkel rendelkeznek, amelyekkel átszűrik a vizet, és kiszedik az elérhető közelségükbe sodródó ehető planktont (az áramlatokkal lebegő állatokat és növényeket).
A folyók és patakok nagyszámú halnak adnak otthont. A sügér, a kisszájú sügér, a nagyszájú sügér, a busa, a ponty, a csuka és a naphal a folyók azon részeit kedveli, ahol a víz lassú. Ezek a halak általában nagytestű, vizuális ragadozók (egy másik állatra táplálékért vadászó állat), amelyek a medencékben kisebb halakra és gerinctelenekre (gerinctelen állatokra) vadásznak. A sculpins és a darterek a gyorsabban mozgó folyószakaszokat részesítik előnyben, ahol a víz magas oxigéntartalmú. A gyors áramlást használják arra, hogy táplálékot hozzanak magukhoz, ahelyett, hogy zsákmányukra vadásznának. A pisztrángok is megtalálhatók a folyó ezen gyorsabb mozgású részein.
A tavak és tavak élővilága
A nagy tavakat gyakran zónákra osztják. A partközeli területet litorális zónának nevezik. Ez a tónak az a része, amely elég sekély ahhoz, hogy a vízi növények növekedni tudjanak. A limnikus zóna, más néven epilimnion, a tó felszíni vize a parttól távolabb. (Az epi előtag jelentése “a felszínen”, a limn szó gyökere pedig “tó”.) Olyan mélyre nyúlik le, amilyen mélyre a napfény hatol. Ebben a zónában a növényi élet nagy része fitoplankton (áramlatokban lebegő mikroszkopikus növények). A tó mélyebb részét profundális zónának vagy hipolimnionnak nevezik. (A hypo előtag jelentése “alatt”.) Ebben a zónában a fény hiánya miatt nincs növényi élet. A biológiai tevékenység nagy részét az elpusztult állatokat és növényeket lebontó baktériumok végzik.
Szezonális változások a tavakban A tavakat és a tavakat nagyban befolyásolja az évszakok során bekövetkező hőmérsékletváltozás. Az alábbi leírás egy mérsékelt (mérsékelt) éghajlatú tóra jellemző, ahol évszakos hőmérsékletváltozások tapasztalhatók. A trópusi tavak (a forró és nedves területeken találhatóak) kevésbé drámai hőmérséklet-ingadozásokkal rendelkeznek.
Nyáron a Nap felmelegíti az epilimniont. A melegebb víz kevésbé sűrű, mint a hidegebb víz, ezért a hipolimnionban lévő hűvösebb víz tetején úszik. A meleg felszíni víz és a hideg mélyebb vizek közötti terület egy átmeneti zóna, ahol a víz hőmérséklete a mélységgel nagyon gyorsan változik.Ezt a területet termoklinak nevezik. A termoklinális egyfajta gátként működik a felszíni és a mélyvizek között. Kora nyáron az epilimnion tele van élettel. A fitoplanktonok gyorsan tudnak növekedni, mert sok fény és tápanyag áll rendelkezésükre, és a víz hőmérséklete meleg. A zooplankton (a vízben úszó állatok, például rákok és kis halak) viszont a fitoplanktonnal táplálkoznak. Ezek a zooplanktonok a nagyobb halak és madarak táplálékául szolgálnak.
A nyár előrehaladtával a fitoplankton felhasználja az epilimnionban lévő tápanyagokat. Elkezdenek elpusztulni és lesüllyednek a tó fenekére. Ott a bomlástermékek, például a gombák és a baktériumok felbontják az elpusztult fitoplanktont és az állatokat, és átalakítják azokat a fitoplanktonnak a növekedéshez szükséges tápanyagokká. Mivel a termoklinális gátként hat a tó alja és teteje között, ezek a tápanyagok nem állnak rendelkezésre az epilimnionban lévő fitoplankton számára. A hipolimnionban, ahol vannak tápanyagok, a fitoplankton nem tud növekedni, mert nincs fény.
Az ősszel a levegő hőmérséklete lehűl, ami lehűti a tó felszínét. Végül az epilimnion hőmérséklete ugyanolyan hőmérsékletűvé válik, mint a hipolimnioné. A termoklin eltűnik, és a hipolimnion tápanyagban gazdag vizei keverednek a tó felszíni vizével. Ezt nevezzük őszi átfordulásnak. Ekkor a tófenékről származó tápanyagok az egész tóba keverednek. Mivel azonban ősszel és télen a napfény mennyisége csökken, a felszíni fitoplankton nem tud nagyon gyorsan növekedni.
A tél folyamán a tó felszíne tovább hűl. Az édesvíz 4 °C (39 °F) hőmérsékleten a legsűrűbb. A 32°F (0°C) hőmérsékletű jég kevésbé sűrű, mint a mélyebb vizek, ezért a tó felszínén képződik. Ez biztosítja a halak és más gerinctelenek számára az életteret a jéggel borított tavak alatt. A jég emellett takarószerű szigetelésként is működik, amely segít megakadályozni, hogy az alatta lévő víz megfagyjon.
Tavasziasan a hőmérséklet felmelegszik, így a jég elolvad. Végül az egész tó hőmérséklete 4 °C (39°F) lesz, és így a fenék vize összekeveredik a felszíni vízzel. Ezt nevezzük tavaszi átfordulásnak. A nyár kezdetével a felszíni vizek felmelegednek, és a termoklin ismét elválasztja az epilimniont a hipolimniontól. Az őszi és a tavaszi fordulat miatt a tófenék tápanyagai a felszíni vizek fitoplanktonjai számára elérhetővé válnak. Ez előkészíti a tavat a fitoplankton és a tőlük függő összes állat nyári gyors növekedésére.
Növényvilág a tavakban és tavakban A tavakban és tavakban élő növények közül néhányan a legkisebbek. Ezek a fitoplanktonok általában az algákkal együtt csoportosuló egysejtű növények. Néha hosszú szálakba, úgynevezett kolóniákba kapcsolódnak össze. A tavakban és tavakban gyakori fitoplanktonok a kovasavból (ugyanabból az anyagból, amelyből a homok is áll) készült gyönyörű héjjal rendelkező diatómák; a dinoflagellák, amelyek a flagelláik (hosszú, ostorszerű sejtnyúlványok, amelyek képesek a szervezetet mozgatni) csattogtatásával mozognak; és a cianobaktériumok, amelyek fotoszintézist végző baktériumok.
A tavak és tavak nagyobb növényei közé tartoznak a nagy moszatok és mohák, a cattails, a nád, a vízililiomok, a hólyagvirágok, a fűzfák és a gombabokrok. Ezek a növények gyakran iszapban nőnek, ahol a növekedésükhöz szükséges gázok – például oxigén és szén-dioxid – hiányoznak. Sok nagyobb növény szára szivacsos, és a levegőből gázokat szívnak le a gyökereikbe.
A szárazföldi növények a gyökereikkel vizet és tápanyagokat gyűjtenek, a vízi növényeket azonban víz veszi körül, és a tápanyagok a vízben oldódnak. Egyes vízi növények lemondtak a gyökereikről. Például a kacsalábszár (vagy vízi lencse) és a vízi liszt olyan apró, borsó nagyságú növények, amelyek tavasszal és nyáron a tavak és tavak felszínén úsznak. Tápanyagokat vesznek fel a vízből, és sok keményítőt termelnek. Őszre annyira eltelnek tápanyaggal, hogy a tó fenekére süllyednek. A telet a tó fenekén lévő iszapban töltik, keményítőraktáraikból élve. Tavaszra annyi keményítőt használnak fel, hogy elég könnyűvé válnak ahhoz, hogy újra lebegjenek. Épp időben bukkannak fel a felszínre, hogy a tavaszi és nyári erős fényt fotoszintézisre használják, és ismét elkezdik felhasználni keményítőraktáraikat. A tavak és tavak felszínén más nagyméretű növények, mint például a muharfélék, a vízi katica és a vízijácintok is lebegnek.
A tavak széleit gyakran négy zónára osztják a fizikai környezet és az ott található növénytípusok alapján. A víztől legtávolabb kezdődő mocsári növényzóna olyan növényeket tartalmaz, amelyek a sekély vízben gyökereznek. Időnként a víz visszahúzódhat ebből a zónából, így a növények gyökerei szabadon maradnak a levegőn. A mocsári növényzóna tipikus növényei a sás és a sás (egy olyan növényfajta, amely úgy néz ki, mint egy merev fű). A következő zónát úszóleveles és kelő zónának nevezzük. Itt a víz soha nem szárad ki, de a tó elég sekély ahhoz, hogy a növények csúcsai kiemelkedjenek a vízből. Egy tipikus növény, amely ebben a zónában él, a tavirózsa, amelynek leveleiben speciális gázzal töltött kamrák vannak, amelyek lehetővé teszik, hogy a víz felszínén lebegjen. A víz alatti növényzónában a növények teljesen a víz alatt élnek. Ebben a zónában kanadai vízimoszat és számos mohafaj él. A szabadon úszó növényi zóna a tó közepét foglalja el. Itt a felszínen szabadon lebegnek a gyökér nélküli növények, mint a kacsafű és a vízi katona.
A tavak és tavak állatvilága A tavak epilimnionjában lebeg a zooplankton, amely a fitoplanktont és más zooplanktont fogyasztja. Általában ezek az állatok szinte átlátszóak, hogy ragadozóik ne lássák őket. A tavak tipikus zooplanktonjai közé tartozik a vízibolha, a Daphnia, amely párzás nélkül is képes szaporodni. Normális körülmények között minden utódja nőstény. Ha azonban az állatok stresszhelyzetbe kerülnek, például táplálékhiány miatt, hímeket hoznak létre. Ez megkeveri a populáció génállományát, és olyan egyedeket hoz létre, amelyek valószínűleg ellenállnak a környezeti változásoknak. Egy másik tipikus édesvízi zooplankton a rotifer, amelynek a feje tetején sörték vannak, amelyeket propellerként pörget, hogy a vízben mozogva elkapja a zsákmányt.
Sok rovarnak van olyan fiatalkori stádiuma, amely vízi. A májusi legyek, a lepkeszúnyogok, a szúnyogok és a szitakötők mind a tavakban és a tavakban élnek bizonyos ideig a víz alatt. A tófenéken lévő kövek és növények között úszkálnak egy szezonon vagy több éven át. Ezután metamorfózissal (megjelenésük megváltozásával) átalakulnak kifejlett alakjukra, és kirepülnek a vízből. A tófenékben sokféle giliszta, kagyló és rákféle is él. Ezek az állatok a tó fenekére fentről leeső növények és állatok maradványaival táplálkoznak.
Patakpusztítók
Némely folyókban szinte az összes növényi anyag a szárazföldről a folyóba hulló levelekből és más növényi részekből származik. Amint a levél a vízbe ér, gerinctelenek serege vesz részt a levelek darabokra tépésében. Ezeket az állatokat, amelyek közé rovarlárvák és rákok tartoznak, aprítóknak nevezik, és kulcsszerepet játszanak a patakökológiában (az élőlények és környezetük közötti kapcsolat). A levelek azon részeit, amelyeket az aprítók nem esznek meg, a férgek és csigák fogyasztják el, amelyek viszont a halak, kétéltűek és madarak táplálékává válnak. A levelek apró darabokra törése az első lépés a növényi anyag lebontásában. A baktériumok és gombák megtelepednek a növényi darabokban, és olyan tápanyagokká bontják őket, amelyekre a folyóban növekvő növényeknek szükségük van a növekedéshez.
A tavakban és a tavakban nagyobb állatok élnek. Különösen a halak, madarak és kétéltűek zsákmányolják a tavakban élő gerincteleneket. Az olyan halak, mint a kékhalak a tó fenekén úszkáló fiatal rovarokat, míg a keszegfélék a felszín közelében élő zooplanktont fogyasztják. Az olyan madarak, mint a légykapók és a pacsirták a tavak felszíne közelében repülnek, és a fiatal korukból kikelő rovarokat zsákmányolják. A békák szintén a tó közelében élő rovarokra vadásznak. Még más madarak és halak kisebb halakat zsákmányolnak. A sügérek, a lazacok, a halászsas, a pacsirták és a kócsagok éles látásukat használva vadásznak a halakra. A hódok és a pézsmapatkányok a víztől függő emlősök. Gátakat és kunyhókat építenek, amelyek védelmet nyújtanak számukra a ragadozókkal szemben.
Juli Berwald, Ph.D.
Bővebb információ
Könyvek
Cunningham, William P., and Barbara Woodworth Saigo. Környezettudomány: A Global Concern. Boston: WCB/McGraw-Hill, 1999.
Llamas, Teresa. A folyók, tavak és mocsarak növényzete. New York: Chelsea House, 1996.
Raven, Peter H., Linda R. Berg, and George B. Johnson. Környezetvédelem. 2nd ed. Orlando, FL: Saunders College Publishing, 1998.
Rowland-Entwistle, Theodore. Folyók és tavak. Morristown, NJ: Silver Burdett Press, 1987.
Sayre, April Pulley. Lake and Pond. New York: Twenty-First Century Books, 1996.
Sayre, April Pulley. River and Stream. New York: Twenty-First Century Books, 1996.
Weboldalak
“Édesvízi ökoszisztémák”. Missouri Botanical Gardens.http://mbgnet.mobot.org/fresh (hozzáférés: 2004. augusztus 16.).