Водное животное — это любое животное , будь то позвоночное или беспозвоночное , которое живет в водоемах всю или большую часть своей жизни. [1] Водные животные обычно осуществляют газообмен в воде, извлекая растворенный кислород через специализированные органы дыхания , называемые жабрами , через кожу или через слизистую оболочку кишечника , хотя некоторые из них произошли от наземных предков, которые повторно адаптировались к водной среде (например, морские рептилии и морские млекопитающие ), в этом случае они фактически используют легкие для дыхания воздухом и по сути задерживают дыхание , живя в воде. Некоторые виды брюхоногих моллюсков , такие как восточный изумрудный морской слизень , даже способны к клептопластическому фотосинтезу посредством эндосимбиоза с проглоченными желто-зелеными водорослями .
Почти все водные животные размножаются в воде, либо яйцекладущими , либо живородящими , и многие виды регулярно мигрируют между различными водоемами в течение своего жизненного цикла . Некоторые животные имеют полностью водные стадии жизни (обычно как яйца и личинки ), в то время как во взрослом возрасте они становятся наземными или полуводными после прохождения метаморфоза . К таким примерам относятся земноводные , такие как лягушки , многие летающие насекомые, такие как комары , поденки , стрекозы , стрекозы и ручейники , а также некоторые виды головоногих моллюсков , такие как водорослевый осьминог (личинки которого полностью планктонные , но взрослые особи ведут исключительно наземный образ жизни).
Водные животные представляют собой разнообразную полифилетическую группу, основанную исключительно на естественной среде обитания, в которой они обитают, и многие морфологические и поведенческие сходства между ними являются результатом конвергентной эволюции . Они отличаются от наземных и полуводных животных, которые могут выживать вдали от водоемов, в то время как водные животные часто умирают от обезвоживания или гипоксии после длительного удаления из воды из-за отказа жабр или компрессионной асфиксии под действием собственного веса (как в случае выброса китов на берег ). Наряду с водными растениями , водорослями и микробами водные животные образуют пищевые сети различных морских , солоноватоводных и пресноводных водных экосистем .
Термин «водный» может применяться к животным, которые живут как в пресной, так и в соленой воде . Однако прилагательное « морской» чаще всего используется для животных, которые живут в соленой или иногда солоноватой воде , то есть в океанах , мелководных морях , эстуариях и т. д.
Водных животных можно разделить на четыре основные группы в зависимости от их положения в толще воды .
Водные животные (особенно пресноводные) часто вызывают особую озабоченность у защитников природы из-за хрупкости их среды обитания. Водные животные подвергаются давлению со стороны чрезмерного вылова рыбы , разрушительного рыболовства , загрязнения морской среды , охоты и изменения климата . Многие места обитания находятся под угрозой, что также подвергает риску водных животных. [2] Водные животные играют важную роль в мире. Биоразнообразие водных животных обеспечивает пищу, энергию и даже рабочие места. [3]
Пресная вода создает гипотоническую среду для водных организмов. Это проблематично для организмов с проницаемой кожей и жабрами , чьи клеточные мембраны могут разорваться, если избыток воды не выделяется. Некоторые простейшие достигают этого с помощью сократительных вакуолей , в то время как пресноводные рыбы выделяют избыток воды через почки . [4] Хотя большинство водных организмов имеют ограниченную способность регулировать свой осмотический баланс и, следовательно, могут жить только в узком диапазоне солености, проходные рыбы обладают способностью мигрировать между пресными и солеными водоемами. Во время этих миграций они претерпевают изменения, чтобы приспособиться к окружающей среде измененной солености; эти процессы контролируются гормонами. Европейский угорь ( Anguilla anguilla ) использует гормон пролактин , [5] в то время как у лосося ( Salmo salar ) гормон кортизол играет ключевую роль в этом процессе. [6]
Пресноводные моллюски включают пресноводных улиток и пресноводных двустворчатых моллюсков . Пресноводные ракообразные включают пресноводных креветок , крабов , раков и веслоногих рачков . [7] [8]
В дополнение к животным, дышащим водой (например, рыбам , большинству моллюсков и т. д.), термин «водное животное» может применяться к морским млекопитающим, дышащим воздухом , таким как отряды Cetacea ( киты , дельфины и морские свиньи ) и Sirenia ( дюгони и ламантины ), которые слишком развиты для водной жизни, чтобы выживать на суше вообще, а также к высоко адаптированным к водной среде, но обитающим на суше ластоногим ( настоящие тюлени , ушастые тюлени и моржи ). Термин « водное млекопитающее » также применяется к прибрежным млекопитающим, таким как речная выдра ( Lontra canadensis ) и бобры (семейство Castoridae ), хотя технически они являются полуводными или амфибийными. [9] В отличие от более распространенных водных животных, имеющих жабры , эти дышащие воздухом животные имеют легкие (которые гомологичны плавательным пузырям у рыб) и им необходимо периодически всплывать на поверхность, чтобы сменить дыхание, но их диапазоны не ограничены насыщением воды кислородом , хотя изменения солености все еще могут в определенной степени влиять на их физиологию.
Существуют также рептилии , которые высоко эволюционировали для жизни в воде, хотя большинство существующих водных рептилий, включая крокодилов , черепах , водяных змей и морских игуан , технически являются полуводными, а не полностью водными, и большинство из них обитают только в пресноводных экосистемах . Морские рептилии когда-то были доминирующей группой океанских хищников, которые изменили морскую фауну во время мезозоя , хотя большинство из них вымерло во время мел-палеогенового вымирания , и теперь только морские черепахи (единственные оставшиеся потомки мезозойских морских рептилий) и морские змеи (которые эволюционировали только во время кайнозоя ) остаются полностью водными в соленых экосистемах .
Амфибии , хотя им все еще требуется доступ к воде для обитания, разделены на собственную экологическую классификацию. Большинство амфибий (класс Amphibia ) имеют полностью водную личиночную форму, известную как головастики , но особи из отряда Anura ( лягушки и жабы ) и некоторые из отряда Urodela ( саламандры ) будут метаморфозировать в наземных взрослых особей с легкими , а иногда и дышащих кожей , и большинство из них может возвращаться в воду для размножения .
Некоторые земноводные рыбы также эволюционировали, чтобы дышать воздухом, чтобы выжить в водах с недостатком кислорода , например , двоякодышащие рыбы , илистые прыгуны , лабиринтовые рыбы , многоножки , арапаимы и шагающие сомы . Их способность дышать атмосферным кислородом достигается посредством кожного дыхания, энтерального дыхания или специализированных органов, таких как лабиринтовый орган и даже примитивные легкие (двоякодышащие рыбы и многоножки)
У большинства моллюсков есть жабры , в то время как у некоторых пресноводных брюхоногих моллюсков развились легкие (например, Planorbidae ), а у некоторых земноводных есть и то, и другое (например, Ampullariidae ). [9] Многие виды осьминогов имеют кожное дыхание , что позволяет им выживать вне воды в приливно-отливных зонах , при этом по крайней мере один вид ( Abdopus aculeatus ) обычно ведет наземный образ жизни, охотясь на крабов среди приливных бассейнов скалистых берегов .
Водные животные играют важную роль для окружающей среды как виды-индикаторы , поскольку они особенно чувствительны к ухудшению качества воды и изменению климата . Биоразнообразие водных животных также является важным фактором устойчивости водных экосистем , поскольку оно отражает состояние пищевой сети и пропускную способность местных местообитаний . [10] Многие мигрирующие водные животные, в основном кормовые рыбы (например, сардины ) и эвригалинные рыбы (например, лосось ), являются ключевыми видами , которые накапливают и переносят биомассу между морскими , пресноводными и даже наземными экосистемами .
Водные животные важны для человека как источник пищи (например, морепродукты ) и как сырье для кормов (например, кормовая рыба и рыбная мука ), фармацевтических препаратов (например, рыбий жир , масло криля , цитарабин и бриостатин ) и различных промышленных химикатов (например, хитин и биопластики , ранее также китовый жир ). Добыча водных животных, особенно рыб , моллюсков и чернильных рыб , обеспечивает прямую и косвенную занятость для жизнеобеспечения более 500 миллионов человек в развивающихся странах , а рыбная промышленность и аквакультура составляют важный компонент первичного сектора экономики .
Общий объем производства рыбы в 2016 году достиг исторического максимума в 171 миллион тонн, из которых 88% было использовано для непосредственного потребления человеком, что привело к рекордно высокому потреблению на душу населения в 20,3 кг (45 фунтов). [11] С 1961 года ежегодный рост потребления рыбы в мире был вдвое выше роста населения. Хотя ежегодный рост аквакультуры в последние годы снизился, в некоторых странах, особенно в Африке и Азии , по-прежнему регистрируется значительный двузначный рост . [11] Перелов и разрушительные методы рыболовства, подпитываемые коммерческими стимулами, сократили рыбные запасы ниже уровня устойчивости во многих регионах мира, в результате чего рыбная промышленность неадаптивно опускалась ниже пищевой цепи . [12] [13] В 2014 году было подсчитано, что мировое рыболовство добавляло 270 миллиардов долларов США в год к мировому ВВП , но при полной реализации устойчивого рыболовства эта цифра может увеличиться на целых 50 миллиардов долларов США. [14]
Помимо коммерческого и натурального рыболовства , любительское рыболовство является популярным времяпрепровождением как в развитых , так и в развивающихся странах , [15] а секторы производства , розничной торговли и услуг, связанные с любительским рыболовством, вместе объединились в многомиллиардную индустрию. [16] Только в 2014 году около 11 миллионов участников спортивной рыбалки в соленой воде в Соединенных Штатах получили 58 миллиардов долларов США розничной выручки (для сравнения, коммерческое рыболовство принесло 141 миллиард долларов США в том же году). [17] В 2021 году общий доход любительского рыболовства в Соединенных Штатах обогнал доходы Lockheed Martin , Intel , Chrysler и Google ; [18] и вместе с зарплатой персонала (около 39,5 миллиардов долларов США) и различными сборами и пошлинами, взимаемыми агентствами по управлению рыболовством (около 17 миллиардов долларов США), внес почти 129 миллиардов долларов США в ВВП Соединенных Штатов , что составляет примерно 1% от национального ВВП и больше, чем экономическая сумма 17 штатов США . [18]
Водные животные также имеют культурное значение в человеческом обществе, выступая в качестве объектов искусства , литературы и геральдики , а также обеспечивая образовательную и рекреационную ценность в виде аквариумов и океанариумов .
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)