Ekosystem to układ ekologiczny, w skład którego wchodzą organizmy żywe (biocenoza) oraz nieożywione składniki środowiska (biotop). W układzie tym zachodzi krążenie materii i przepływ energii.

Woda jest pierwotnym środowiskiem życia na Ziemi, podstawowym składnikiem organizmów żywych. Pierwotnie (woda morska) i wtórnie (woda morska i słodka) stanowi również środowisko życia wielu z nich. Większość organizmów zamieszkujących obecnie wody słodkie, powstała w wodach morskich i wtórnie przystosowała się do życia w wodzie słodkiej, np. ryby i większość bezkręgowców. Niektóre organizmy o pochodzeniu lądowym również przystosowały się dożycia w wodzie, np. owady, pajęczaki, niektóre mięczaki. Pierwsze rośliny naczyniowe również powstały na lądzie i dopiero wtórnie weszły do wód. Pozostałościami po życiu lądowym są aparaty szparkowe roślin wodnych, służące do wymiany gazowej.

Zbiorniki słodkowodne są bardzo zróżnicowane pod względem warunków abiotycznych. Najważniejszym czynnikiem ograniczającym funkcjonowanie ekosystemów wodnych jest światło. W zbiornikach wodnych ilość światła, docierająca na określoną głębokość decyduje o intensywności produkcji pierwotnej fitoplanktonu oraz o szerokości strefy, w której będzie ona w ogóle zachodziła. Połowa całkowitej ilości promieniowania słonecznego jest pochłaniana już na pierwszym metrze głębokości wody - w tym całe promieniowanie z zakresu podczerwieni. Głębiej dociera już niewiele światła. Temperatura, związana w oczywisty sposób z intensywnością promieniowania, jest trudna do oszacowania jako czynnik wpływający na produktywność. Czynnikiem najbardziej różnicującym zbiorniki wodne jest dostępność pierwiastków. Ograniczającymi są tutaj fosfor i azot - wykazano, że głównym z nich jest fosfor. To jego dostępność decyduje o produktywności: niedobór powoduje spadek produkcji, nadmiar powoduje eutrofizację, czyli nadmierny rozwój glonów (w szczególności sinic). Ruchy wody w zbiorniku, przyczyniające się do zmian dostępności CO2, nie odgrywają istotnej roli i nie stanowi to ograniczenia dla produkcji.

Ze względu na skład chemiczny wody, można wyróżnić zbiorniki kwaśne (tzw. miękkie) oraz zasadowe (tzw. twarde). Wiele wód wykazuje właściwości pośrednie w różnym stopniu. Wody kwaśne posiadają raczej ubogą faunę, ponieważ warunki nie pozwalają na rozwój bakterii - podstawowego ogniwa łańcuchów troficznych w ekosystemach wodnych. Wspaniale natomiast rozwija się w nich roślinność. W wodach zasadowych, o dużej zawartości wapnia, warunki sprzyjają bakteriom, co pozwala na rozwój bogatej i różnorodnej fauny.

Roślinność wodna

Roślinność wodna dobrze rozwija się w zbiornikach zakwaszonych. Tworzą się tu najczęściej przybrzeżne łany trzciny, pałki, tataraku i sitowia. Występują także rośliny zakorzenione, o liściach pływających oraz rośliny całkowicie zanurzone.

Rośliny wodne mają trochę inną budowę, niż rośliny lądowe. Ich tkanka okrywająca jest cienka, a cała roślina jest giętka, dzięki czemu łatwo poddaje się ruchom wody. Swobodne unoszenie się jest możliwe dzięki dużej ilości tkanki powietrznej (aerenchymy). Stanowią ją systemy pustych kanałów i przestrzeni, dzięki czemu ciężar rośliny zostaje znacznie obniżony. Poza tym z tych przestrzeni powietrznych roślina może czerpać tlen, o który w wodzie jest znacznie trudniej, niż na lądzie. Aparaty szparkowe na liściach pływających znajdują się na górnej stronie liścia. Dolna strona ma zwykle budowę, umożliwiającą pobieranie potrzebnych składników bezpośrednio z wody. Wiązki przewodzące położone są raczej centralnie i nie są tak liczne, jak u roślin lądowych.

Podstawę produkcji pierwotnej w wodzie stanowią glony. Większość z nich to gatunki niewielkie, jednokomórkowe, należące do zielenic. Warto jednak wspomnieć o ramienicach, które osiągają znaczne rozmiary i tworzą charakterystyczne podwodne łąki. Ponadto mają zdolność odkładania związków wapnia w swoich ścianach komórkowych. Pospolitą rośliną podwodną jest moczarka kanadyjska. Wytwarza ona znaczne ilości tlenu podczas fotosyntezy, dlatego jest gatunkiem chętnie umieszczanym w domowych akwariach. Rośliny całkowicie zanurzone zwykle są samopylne. Mogą też na okres kwitnienia wynurzać się na powierzchnię, gdzie owady przenoszą ich pyłek. Podwodny rogatek radzi sobie pod wodą. Pylniki odrywają się od rośliny i są unoszone na powierzchnię. Tam pękają, a pyłek jest przenoszony na kwiaty żeńskie.

Każdy z pewnością widział pływającą po powierzchni zbiorników rzęsę. To malutka, niezakorzeniona roślinka, pływająca swobodnie. Jesienią rzęsa przybiera postać nieco inną niż wiosną. Korzonki stają się mocniejsze, a rośliny opadają na dno zbiornika, gdzie zimują. Przeżycie możliwe jest dzięki zgromadzonym zapasom skrobi. Wiosną w tkankach powstają puste przestrzenie w miejscu zużytych zapasów, rośliny stają się przez to lżejsze i wypływają na powierzchnię.

Równie znane są nam chyba grążele i grzybienie - z dużymi pływającymi liśćmi i wystającymi z wody kwiatami. Górna powierzchnia liści jest silnie nawoskowana i wodoszczelna. Znajdują się tu aparaty szparkowe, służące do wymiany gazowej. Dolna powierzchnia liści pobiera dodatkowy tlen oraz sole mineralne z wody. Kwiaty zapylane są przez owady, najczęściej trzmiele. Rośliną o pływających liściach jest też jaskier wodny (włosienicznik). Posiada on też liście podwodne, o innym kształcie niż pływające. Kwiaty, podobnie jak w przypadku grążeli i grzybieni, wystają ponad powierzchnię i są zapylane przez owady.

Zwierzęta wodne

W wodach znaleźć można przedstawicieli chyba wszystkich głównych grup fauny. Największym problemem w wodzie jest mała dostępność tlenu, wynikająca z niskiej jego rozpuszczalności oraz powolnemu przenikaniu z wody do tkanek. Różne zwierzęta pobierają tlen na różne sposoby. Niewielkie organizmy pobierają go drogą dyfuzji, całą powierzchnią ciała. Większe zwierzęta posiadają narządy oddechowe w postaci rozbudowanych powierzchni ciała - skrzela (ryby, mięczaki) lub tchawki (owady). Skrzela to typowe organy służące do oddychania pod wodą. Są oplecione siecią naczyń krwionośnych, do których przenika tlen podczas omywania skrzeli wodą.

Prostymi organizmami wodnymi są słodkowodne gąbki, porastające podwodne części roślin. Przybierają one różnorodne, krzaczaste formy. Liczni są przedstawiciele jamochłonów - stułbie. Są to niewielkie, osiadłe polipy z wieńcem czułków wokół otworu gębowego. Na czułkach znajdują się parzydełka, służące do obrony oraz chwytania pokarmu, który stanowią drobne organizmy, np. rozwielitki.

W wodzie żyją liczne płazińce - wypławki oraz przywry. Wypławki osiągają długość do 3cm, są drapieżnikami. Przywry natomiast to w znacznej większości pasożyty o różnych cyklach życiowych. Jedne pasożytują na powierzchni ciała ryb, inne żyją wewnątrz organizmów ślimaków, ryb, ptaków czy ssaków. Mogą też dostać się do organizmu ludzkiego podczas picia wody ze zbiornika wodnego lub podczas kąpieli w wodzie opanowanej przez ich larwy.

Słodkowodne ślimaki i małże to przedstawiciele mięczaków. Oddychają za pomocą skrzeli, przy czym u małży służą one również do pobierania z wody cząstek pokarmu poprzez filtrację. Powszechnie występujące małże to m.in. szczeżuje i skójki. Ich larwy żyją przytwierdzone do ciała ryb, odżywiając się ich krwią. Po około 3 miesiącach odczepiają się od żywiciela, opadają na dno i zaczynają żyć samodzielnie.

Owady żyjące w wodzie obierają różne strategie. Nartniki przykładowo wykorzystują napięcie powierzchniowe i poruszają się ruchem ślizgowym po powierzchni wody. Ich odnóża posiadają na końcach drobne szczecinki, miedzy którymi gromadzi się powietrze i całość działa jak poduszeczka, dzięki czemu ciągła powierzchnia wody nie ulega przerwaniu. Długie odnóża tylne i środkowe służą do przemieszczania się, natomiast przednie służą do przytrzymywania schwytanego pokarmu. Chrząszcze z rodziny krętakowatych żyją na granicy - w połowie zanurzone, w połowie wynurzone. Ich oczy mają budowę pozwalającą na jednoczesną obserwację tego, co się dzieje nad i pod wodą. Odnóża tylne i środkowe posiadają włoski, zwiększające ich powierzchnię, co jest pomocne w pływaniu. Na powierzchni wody można czasem zaobserwować stada pchliczki. Widok ten stwarza wrażenie, że na wodzie osiadła chmura sadzy. Pchliczka niewielki (ok. 1,5mm), ciemno ubarwiony owad bezskrzydły. Porusza się po wodzie za pomocą rozwidlonego "ogonka", żywi się gnijącymi resztkami roślin.

Owady wodne oddychają tlenem atmosferycznym, więc muszą czasami podpływać do powierzchni, aby zaczerpnąć kolejną porcję powietrza. Robią tak np. larwy komarów czy pływaka żółtobrzeżka oraz wioślakowate i pająk topik. Jaja owadów często są składane na roślinach pływających po powierzchni. Stanowią one również pokarm dla larw oraz miejsce schronienia. Liście grążeli oraz rzęsa to miejsce żerowania larw wielu gatunków ciem i motyli.

Specyficznym środowiskiem jest dno zbiornika wodnego. Zwykle zamulone, pełne resztek martwej materii organicznej, z bardzo niewielką ilością tlenu. Mimo to również tutaj żyje wiele organizmów. W grupach występują tubifeksy - czerwone pierścienice, osiągające 3-4 cm długości. Żywią się resztkami organicznymi obecnymi w mule. Same stanowią smaczny kąsek dla ryb i larw owadów. W mule żyją tez larwy ochotek i bzygowatych. Te ostatnie wykształciły specyficzny sposób radzenia sobie z brakiem tlenu w mulistym dnie. Posiadają bowiem długie ogonowe rurki tchawkowe, które dosięgają powierzchni wody i pobierają tlen. Rurki te mogą osiągać długość do 10cm przy rozmiarach larwy wynoszących 15-20mm.

Zbiorniki wód stojących są sprzyjającym środowiskiem dla ryb ciepłolubnych, a szczególnie dla gatunków odpornych na niedobory tlenu. Najbardziej znanym jest karp. Występuje on w wodach słabo natlenionych, porośniętych bujną roślinnością. Spokrewnionym z karpiem gatunkiem jest lin, prowadzący przydenny tryb życia. Gatunkami występującymi w słabo natlenionych zbiornikach są też karasie: złocisty i srebrzysty. Ciekawym zjawiskiem jest to, że polska populacja karasia srebrzystego to same samice. Rozmnażają się jednak normalnie, ponieważ ich jaja są pobudzane do rozwoju przez plemniki innych gatunków karpiowatych. Nie następuje zapłodnienie, a jedynie stymulacja.

Rzeki i strumienie

Rzeki i strumienie posiadają specyficzne warunki, do których musiały przystosować się żyjące tu zwierzęta. Największym problemem jest silny prąd wody. Różne organizmy poradziły sobie z tym w różny sposób. Praktycznie wszystkie zwierzęta zamieszkujące wody płynące posiadają opływowy kształt ciała, dzięki czemu stawiają minimalny opór płynącej wodzie. Wiele mniejszych zwierząt posiada różnego rodzaju przyssawki lub haczyki, umożliwiające przytwierdzenie się do kamieni lub roślin wodnych, co zapobiega zniesieniu ich w dół rzeki. Inne przystosowania mają charakter behawioralny i polegają np. na nieustannym płynięciu pod prąd - jeśli nie powoduje to przemieszczania się w górę rzeki, to przynajmniej nie powoduje zniesienia z prądem. Większość zwierząt rzecznych żyje przy dnie, gdzie jest wiele kamieni i innych przedmiotów dających schronienie przed prądem, ponadto nurt przy dnie jest o wiele słabszy niż przy powierzchni ze względu na duże tarcie.

Przykłady organizmów rzecznych i ich przystosowań: larwy jętek i widelnic mają spłaszczone ciało, dzięki czemu łatwo mogą wciskać się w szczeliny, chroniące przed silnym prądem. Ślimaki przytwierdzają się do podłoża za pomocą śluzu na spodzie nogi. Wiele zwierząt przylepia jaja do podwodnych roślin i kamieni, przeważnie na ich spodniej powierzchni, mniej wystawionej na działanie prądu. Larwy chruścików budują ciężkie "domki" z ziaren piasku oraz patyków, a inne wytwarzają jedwabne sieci, do których przyczepiają się za pomocą haczyków.

Rzeki i strumienie to - w przeciwieństwie do jezior i stawów - wody dobrze natlenione. W miarę oddalania się od źródła zmienia się charakter rzeki, co przekłada się również na skład fauny. Pod względem występowania gatunków ryb w poszczególnych odcinkach rzek, wyróżnia się kilka krain rzecznych. Górny odcinek rzeki to kraina pstrąga i lipienia. Prąd jest tu bardzo silny, a woda czysta i natleniona. Oprócz pstrąga i lipienia, żyje tu także strzebla. Środkowy odcinek rzeki to kraina brzany. Inne typowe gatunki występujące tutaj to jelec i kleń. Można je czasami spotkać i w dolnym odcinku, ale typowym gatunkiem jest tam leszcz. Gatunkiem spotykanym we wszystkich odcinkach rzek jest drapieżny miętus.

Rzeki to również środowiska zamieszkiwane przez wiele gatunków ptaków. Ciekawym gatunkiem jest pluszcz. Występuje w Europie Zachodniej oraz części Ameryki Północnej. Jest to niewielki ptak, trochę większy od wróbla, o ciemnym ubarwieniu. Poluje na wodne bezkręgowce nurkując za nimi pod wodę, aż na dno strumienia o silnym nurcie. Okolice górskich strumieni zamieszkuje też pliszka górska. Nad szerszymi wodami żyją zimorodki i jaskółki brzegówki, gnieżdżące się w piaszczystych skarpach nadbrzeżnych. Kolonie brzegówek często liczą nawet po kilkaset nor. Na terenach, gdzie występują starorzecza o obszary podmokłe, żyją liczne gatunki ptaków wodno-błotnych. Wiele z nich zatrzymuje się tu tylko podczas przelotów, inne żyją na stałe. Takie tereny stanowią bardzo atrakcyjne i bogate miejsca żerowiskowe dla wielu gatunków, w tym rzadkich i chronionych.

Wody stojące i płynące są też ważnym elementem środowiska zwierząt lądowych. Znajdują one tu źródło wody pitnej, żerowisko i ochłodę w czasie upałów.

Bibliografia:

  • W.Lampert, U.Sommer "Ekologia wód śródlądowych"
  • Encyklopedia Multimedialna PWN
  • Multimedialna Encyklopedia Biologii
  • http://portalwiedzy.onet.pl/