De djur och växter som lever i sötvatten kallas vattenlevande organismer. Vattnet som de lever i är sött, vilket innebär att det är mindre salt än havet. Den terrestra (land) miljön som omger sötvattenmiljön har stor inverkan på de djur och växter som lever där. Några faktorer som påverkar sötvattenmiljön är klimatet, markens sammansättning och de landlevande djuren och växterna i området.
Som på land behöver vattenväxter koldioxid, näringsämnen (ämnen som fosfat och kväve som behövs för tillväxten) och ljus för fotosyntesen, den process därväxter gör sin föda av solljus, vatten och koldioxid. Vattenlevande djur behöver andas in syre och konsumera föda. De fysiska förhållanden som omger vattenförekomsten eller våtmarken (mark som är täckt av vatten tillräckligt ofta så att det styr markens utveckling) styr tillgången på dessa resurser. Koncentrationerna av näringsämnen, syre och koldioxid i vattnet beror till exempel på hur mycket luft som kommer in i vattnet och på den kemiska sammansättningen av marken i närheten. Sedimenten (partiklar av sand, grus och silt) i vattnet påverkar hur mycket ljus som når sjöns eller flodens botten. Vattnets temperatur påverkar hur snabbt djur och växter växer. Egenskaperna hos vattendragets botten (sand, lera, stenar) och strömmarnas hastighet (vattnets horisontella rörelse) styr vilka typer av växter och djur som kan leva och föröka sig i ett område.
I allmänhet delas sötvattensmiljöer in i två huvudkategorier: lentiska vatten och lotiska vatten. Lentiska vatten är vatten som rör sig, som i floder och bäckar. Lotiska vatten är de som är stationära, som i sjöar och dammar. Ibland flyter dock floder och bäckar in i sjöar och dammar och de två olika livsmiljöerna smälter samman. Vissa våtmarker kan också innehålla många kännetecken för sötvattensmiljöer.
Liv i floder och vattendrag
Floder och vattendrag kännetecknas av flera fysiska egenskaper. De består i allmänhet av sötvatten som rinner i en riktning. Vattenflödet går oftast från ett område med hög höjd (som en bergskedja) till ett område med låg höjd (som ett hav). Vanligtvis flödar vattnet snabbt till en början och saktar ner när det rör sig nedströms. Bäckar går ofta ihop med floder, så det finns mer vatten i slutet av en flod än i början. När floderna flyter eroderar (sliter bort) de stenar och samlar upp sediment, vilket gör att floderna ofta blir grumligare i slutet. Eftersom floder och vattendrag förändras så mycket från början till slut finns det många olika typer av livsmiljöer för djur. Därför är antalet djurarter som lever i floder och vattendrag större än antalet arter som lever i sjöar och dammar.
Växtliv i floder och vattendrag En stor utmaning för växter som lever i floder och vattendrag är att hålla sig på plats, särskilt i snabba strömmar. Växter har flera olika tekniker för att övervinna vattnets drag (dragkraft). Diatoméer är en typ av alger. Alger är marina organismer som varierar i storlek från mikroskopisk fytoplankton till jättetång och som innehåller klorofyll, samma pigment som landväxter använder för att utföra fotosyntes. Diatoméer undviker strömmar genom att använda sin ringa storlek. De växer i ett enda lager på ytan av stenar. På grund av friktionen mellan stenytan och vattnet saktar vattenflödet in nästan till ett stopp inom ungefär en tiondels tum (en fjärdedels centimeter) från stenytan. Detta område kallas gränsskiktet och ger kiselalgerna skydd mot strömningens krafter som annars skulle dra dem nedströms.
Typiska stora flodväxter är alger, mossor och levermossor. Dessa växter övervinner vattnets dragkraft genom att använda speciella anpassningar för att greppa tag i stenar. Stora alger fäster sig ofta vid stenar med rotliknande strukturer som kallas för fasthållare. Dessutom förankrar sig växterna ofta i skrymslen mellan stenar eller där vattensamlingar bildas för att undvika flodvattnets dragkraft.
Flodväxter som lever i strömmarna har utvecklat tekniker för att stå emot vattnets krafter. Dessa krafter skulle snabbt knäcka alla växter med styva stjälkar eller blad. Därför är växter som lever i floder mycket flexibla så att de lätt kan böja sig och röra sig med strömmarna.
Djurliv i floder och vattendrag Djur som lever i floder och vattendrag står också inför utmaningen att stanna där de är. Många djur har krokar och sugkoppar som de använder för att fästa sig vid stenar. Larver av svartflugor som lever i vattendrag i norra USA och södra Kanada har sugkoppar som de använder för att hålla fast vid stenar i vattendrag. En majflugelarver har krokar som de använder för att fästa sig vid alger som växer på stenar.
Andra djur har strömlinjeformade former som minimerar luftmotståndet genom att de utgör ett litet motstånd mot vattnet. Öring, som är extremt vanlig i syrerika snabbt strömmande vatten, är formad som torpeder. Häckfåglar är tillplattade blötdjur som klamrar sig fast vid stenars ytor. Deras platta form minskar strömmarnas dragkraft på dem.
Diadroma fiskar
Diadroma fiskar är fiskar som lever i två olika vattenmiljöer. Under en del av sitt liv lever de i sötvatten och under en annan del av sitt liv lever de i saltvatten. För att förflytta sig från saltvatten till sötvatten (eller från sötvatten till saltvatten) måste dessa unika fiskar genomgå drastiska förändringar som påverkar hur deras gälar samlar in syre från vattnet. Endast cirka 1 % av alla fiskar i världen är diadroma. Två typer av diadroma fiskar är anadroma och katadroma.
Adroma fiskar är fiskar som tillbringar större delen av sitt liv som saltvattenfiskar och sedan vandrar (förflyttar sig periodiskt eller säsongsvis) till sötvatten för att leka. Många arter av lax, strimlad abborre, stör och steelhead är alla anadroma. Hos de flesta av dessa arter läggs äggen i sötvatten och efter att de kläckts vandrar de unga fiskarna ut i haven. Hos de flesta laxarter vandrar de vuxna tillbaka till de floder där de föddes, där de leker och sedan dör. Andra anadroma fiskar vandrar tillbaka till sötvatten för att leka flera olika gånger under sitt liv och återvänder till havet mellan lekarna.
Katadroma fiskar är fiskar som lever större delen av sitt vuxna liv i sötvatten och sedan vandrar till saltvatten för att leka. I USA är den enda fiskarten som är katadrom är den amerikanska ålen. Den lever i floder längs hela USA:s östkust. När den är redo att leka vandrar den tusentals kilometer till Sargassohavet, nära Bermuda. När den lämnar sötvattnet äter den inte, så efter att den har lekt är dess energireserver förbrukade och den dör.
Djur som lever i bäckar och floder har utvecklat intressanta sätt att samla mat i det snabbt strömmande vattnet. Snäckor, kalmarer och larver av kattflugor skrapar alger från stenar med hjälp av speciella munstycken. Många olika insektslarver, liksom sötvattensmusslor, filtrerar vattnet för att hitta små bitar av föda. De har specialiserade mundelar som ser ut som borstar eller kammar som de använder för att sila vattnet och plocka ut ätbar plankton (djur och växter som flyter med strömmarna) som flyter in i deras räckvidd.
Floder och bäckar är hem för ett stort antal fiskar. Abborre, småmunnadabborre, stormunnadabborre, bullhead, karp, gädda och solfisk föredrar de delar av floderna där vattnet saktar ner. Dessa fiskar tenderar att vara stora, visuella rovdjur (djur som jagar ett annat djur för att få mat) som jagar i bassänger efter mindre fiskar och ryggradslösa djur (djur utan ryggrad). Skulpiner och darter föredrar de snabbare rörliga delarna av floden där vattnet har hög syrehalt. De använder den snabba strömmen för att föra maten till sig i stället för att jaga efter sitt byte. Öring finns också i dessa snabbare rörliga delar av floden.
Livet i sjöar och dammar
Stora sjöar delas ofta in i zoner. Det strandnära området kallas littoralzonen. Detta är den del av sjön som är tillräckligt grund för att vattenväxter ska kunna växa. Den limniska zonen, även kallad epilimnion, är sjöns ytvatten bortom stranden. (Prefixet epi betyder ”på ytan” och rotordet limn betyder ”sjö”.) Den sträcker sig ner så djupt som solljuset tränger in. Majoriteten av växtlivet i denna zon är fytoplankton (mikroskopiska växter som flyter i strömmar). Den djupa delen av sjön kallas profundalzonen eller hypolimnion. (Prefixet hypo betyder ”under”.) Det finns inget växtliv i denna zon på grund av avsaknaden av ljus. Det mesta av den biologiska aktiviteten är bakterier som bryter ner döda djur och växter.
Säsongsförändringar i sjöar Sjöar och dammar påverkas i hög grad av temperaturförändringarna under säsongerna. Beskrivningen nedan är typisk för en sjö i ett tempererat (måttligt) klimat, som upplever säsongsbetonade temperaturförändringar. Tropiska sjöar (sjöar i varma och fuktiga områden) kommer att ha mindre dramatiska temperatursvängningar.
Under sommaren värmer solen upp epilimnion. Varmare vatten är mindre tätt än kallare vatten, så det flyter ovanpå det kallare vattnet i hypolimnion. Regionen mellan det varma ytvattnet och det kalla djupare vattnet är en övergångszon där vattnet ändrar temperatur mycket snabbt med djupet, denna region kallas termoklinen. Termoklinen fungerar som ett slags barriär mellan ytvattnet och djupvattnet. Under försommaren är epilimnion full av liv. Fytoplankton kan växa snabbt eftersom de har gott om ljus och näringsämnen och vattentemperaturen är varm. Zooplankton (djur som kräftdjur och småfiskar som flyter i vattnet) livnär sig i sin tur på fytoplanktonet. Dessa zooplankton är föda för större fiskar och fåglar.
När sommaren fortskrider förbrukar fytoplanktonet näringsämnena i epilimnion. De börjar dö och sjunker till sjöns botten. Där bryter nedbrytare, som svampar och bakterier, upp den döda växtplanktonen och djuren och omvandlar dem till de näringsämnen som växtplanktonen behöver för att växa. Eftersom termoklinen fungerar som en barriär mellan sjöns botten och topp är dessa näringsämnen inte tillgängliga för fytoplanktonet i epilimnion. Fytoplankton kan inte växa i hypolimnion, där det finns näringsämnen, eftersom det inte finns något ljus.
På hösten svalnar lufttemperaturen, vilket kyler sjöns yta. Så småningom blir temperaturen i epilimnion samma temperatur som i hypolimnion. Termoklinen försvinner och det näringsrika vattnet från hypolimnion blandas med vattnet i sjöns yta. Detta kallas för höstomsättning. Vid denna tidpunkt blandas näringsämnena från sjöns botten i hela sjön. Men eftersom mängden solljus minskar under hösten och in på vintern kan fytoplanktonet i ytan inte växa särskilt snabbt.
Under vintern fortsätter sjöns yta att svalna. Färskvattnet är som tätast vid 4 °C (39 °F). Is, med en temperatur på 32°F (0°C), är mindre tät än det djupare vattnet och bildas därför på sjöns yta. Detta ger fiskar och andra ryggradslösa djur utrymme att leva under isbelagda sjöar. Isen fungerar också som en filtliknande isolering som gör att vattnet under den inte fryser.
Under våren blir temperaturerna varmare så att isen smälter. Så småningom blir hela sjön 39°F (4°C) och därmed blandas vattnet från botten med vattnet från ytan. Detta kallas för våromvandling. När sommaren börjar blir ytvattnet varmt och termoklinen skiljer återigen epilimnion från hypolimnion. På grund av höst- och våromvandlingen är näringsämnena från sjöns botten tillgängliga för fytoplanktonet i ytvattnet. Detta förbereder sjön för sommarens snabba tillväxt av fytoplankton och alla de djur som är beroende av dem.
Plantlivet i sjöar och dammar Några av de mest växter i sjöar och dammar är de minsta. Dessa fytoplankton är vanligtvis encelliga växter som grupperas med algerna. Ibland kopplar de ihop sig till långa strängar som kallas kolonier. Vanliga växtplankton i sjöar och dammar är kiselalger, som har vackra skal gjorda av kiseldioxid (samma material som sand består av), dinoflagellater, som rör sig genom att knäppa sina flageller (långa piskliknande cellförlängningar som kan driva en organism framåt) och cyanobakterier, som är bakterier som utför fotosyntes.
De större växterna i dammar och sjöar är bland annat stora alger och mossor, kattfåror, vass, näckrosor, blåsippor, pilar och knoppbuskar. Dessa växter växer ofta i lera där de gaser som de behöver för att växa – t.ex. syre och koldioxid – är sällsynta. Många större växter har stjälkar som är svampiga och de drar ner gaser från luften till sina rötter.
Växter på land använder sina rötter för att samla in vatten och näringsämnen, men vattenväxter är omgivna av vatten och näringsämnen löses upp i vattnet. Vissa vattenväxter har gett upp sina rötter. Till exempel är andmat (eller vattenlins) och vattenmjöl små ärtstora växter som flyter på ytan av sjöar och dammar på våren och sommaren. De tar upp näringsämnen från vattnet och producerar mycket stärkelse. På hösten är de så tunga med näringsämnen att de sjunker till sjöns botten. De övervintrar i leran på sjöns botten och lever på sina stärkelseförråd. På våren har de förbrukat så mycket av stärkelsen att de är lätta nog att flyta igen. De dyker upp till ytan precis i tid för att använda vårens och sommarens starka ljus för fotosyntes och börja använda sina stärkelseförråd igen. Andra stora växter, som mjölig, vattensoldat och vattenhyacint, flyter också på ytan av sjöar och dammar.
Sjöarnas kanter delas ofta in i fyra zoner baserat på den fysiska miljön och de typer av växter som finns där. Zonen för sumpväxter, som börjar längst bort från vattnet, innehåller växter som har rötter i det grunda vattnet. Ibland kan vattnet dra sig tillbaka från denna zon, vilket gör att växternas rötter är exponerade för luften. Typiska växter i träskväxtzonen är sly och säv (en typ av växt som ser ut som ett styvt gräs). Nästa zon kallas flytbladszonen och den emergenta zonen. Här torkar vattnet aldrig ut, men sjön är tillräckligt grund för att växternas toppar ska komma upp ur vattnet. En typisk växt som lever i den här zonen är näckrosan, som har speciella gasfyllda kamrar i sina blad som gör att den kan hålla sig flytande på vattenytan. I den nedsänkta växtzonen lever växterna helt och hållet under vatten. I den här zonen lever kanadensisk tång och många typer av mossor. Den fritt flytande växtzonen tar upp mitten av sjön. Här flyter växter utan rötter, som andmat och vattensoldat, fritt på ytan.
Djurliv i sjöar och dammar Zooplankton flyter i epilimnion i sjöar och äter fytoplankton och andra zooplankton. Vanligtvis är dessa djur nästan genomskinliga för att undvika att bli sedda av sina rovdjur. Typiska zooplankton i sjöar är vattenloppan Daphnia, som kan föröka sig utan att para sig. Under normala förhållanden är alla dess avkommor honor. När djuren är stressade, till exempel på grund av brist på mat, producerar de dock hanar. Detta blandar upp genpoolen i populationen och skapar individer som sannolikt klarar av miljöförändringar. Ett annat typiskt sötvattenszooplankton är rotiferen, som har borst på toppen av huvudet som den virvlar som propellrar för att kunna röra sig i vattnet och fånga byten.
Många insekter har juvenila stadier som är vattenlevande. Majblommor, kattflugor, myggor och trollsländor lever alla under en viss period under vatten i sjöar och dammar. De simmar bland stenar och växter på sjöbotten under en säsong eller flera år. Sedan metamorfoserar de (ändrar utseende) till sin vuxna form och flyger bort från vattnet. På sjöns botten lever också många olika maskar, musslor och kräftdjur. Dessa djur livnär sig på resterna av växter och djur som faller ner på sjöns botten från ovan.
Stream Shredders
I vissa floder kommer nästan allt växtmaterial från löv och andra växtdelar som faller ner i floden från land. Så snart bladet träffar vattnet är en armé av ryggradslösa djur inblandade i att slita bladen i bitar. Dessa djur, som bland annat består av insektslarver och kräftor, kallas rivare och spelar en nyckelroll i strömmarnas ekologi (förhållandet mellan organismer och deras miljö). De delar av bladen som inte äts upp av rivningsmaskinerna äts upp av maskar och sniglar, som i sin tur blir föda för fiskar, groddjur och fåglar. Att bryta löven i små bitar är det första steget i nedbrytningen av växtmaterialet. Bakterier och svampar koloniserar växtbitarna och bryter ner dem till de näringsämnen som växter som växer i floden behöver för att växa.
Större djur lever i sjöar och dammar. Framför allt fiskar, fåglar och amfibier lever på ryggradslösa djur som lever i sjöarna. Fiskar som bluegills äter unga insekter som simmar på sjöns botten, medan crappies äter zooplankton nära ytan. Fåglar som flugsnappare och sångare flyger nära sjöarnas yta och äter insekter som kläcks från sitt ungdomsstadium. Grodor jagar också efter insekter som lever nära dammen. Ytterligare andra fåglar och fiskar gör byten på mindre fiskar. Abborre, lax, fiskgjuse, fiskgjuse och häger jagar fisk med hjälp av sin skarpa syn. Bävrar och bisamråttor är däggdjur som är beroende av vatten för sina hem. De bygger dammar och hyddor som ger dem skydd mot rovdjur.
Juli Berwald, Ph.D.
För mer information
Böcker
Cunningham, William P., and Barbara Woodworth Saigo. Environmental Science: A Global Concern. Boston: WCB/McGraw-Hill, 1999.
Llamas, Teresa. Vegetationen i floder, sjöar och träsk. New York: Chelsea House, 1996.
Raven, Peter H., Linda R. Berg och George B. Johnson. Environment. 2nd ed. Orlando, FL: Saunders College Publishing, 1998.
Rowland-Entwistle, Theodore. Rivers and Lakes. 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.
Websidor
”Freshwater Ecosystems”. Missouri Botanical Gardens.http://mbgnet.mobot.org/fresh (besökt den 16 augusti 2004).