ГИДРОБИОЛОГИЯ

ГИДРОБИОЛОГИЯ (отгидро...
и
биология),
наука о населении водной среды, о взаимоотношении
его с условиями обитания, значении для процессов трансформации энергии
и вещества и о биологической продуктивности океана, морей и внутр.
вод. Г.- преим. экологич. наука. Условия жизни в водной среде определяются
физико-географич. особенностями водоёма, мн. из к-рых, напр, химич. состав
воды, в особенности состав биогенных элементов и растворённых газов и их
количество, характер донных отложений, прозрачность воды н др., находятся
под сильным влиянием водных организмов и часто определяются их жизнедеятельностью.
Поэтому в той мере, в какой Г. изучает значение жизненных явлений в общей
совокупности взаимообусловленных процессов в водной среде, она имеет общие
задачи с комплексными гео-графич. дисциплинами - лимнологией и океанологией.
На
этом уровне исследований решаются такие проблемы, как биол. структура океана,
биолимнологич. и био-океанологич. типология водоёмов и водных масс, закономерности
круговорота вещества
и потока энергии.

Видное место в Г. занимает разработка
научных основ рациональной эксплуатации биол. ресурсов водной среды, мн.
путями связанная с запросами морского и пресноводного рыбного х-ва, прудового
рыбоводства, промысла водных беспозвоночных животных и млекопитающих (рыбохозяйственная,
или промысловая, Г.). Другим направлением практич. приложения Г. и стимулом
сё развития служит комплекс биол. вопросов, связанных с использованием
континентальных поверхностных пресных вод для питьевого и пром. водоснабжения,
охраной природных вод от загрязнений, изучением процессов самоочищения
загрязнённых вод и методов биол. очистки сточных вод (санитарная Г.). Методы
Г. используются для оценки степени< загрязнения воды по наличию определённых
индикаторных организмов (биол. анализ качества вод). Изучается значение
водных организмов как агентов процесса самоочищения. Смежные вопросы, касающиеся
гл. обр. биол. помех водоснабжению и эксплуатации судов (обрастание микроорганизмами
и прикреплёнными животными корпусов судов, различных аппаратов и гидротехнич.
устройств, труб и водоводов тепловых электростанций, зарастание водохранилищ
водными растениями, повреждение судов и портовых сооружений древоточцами
и камнеточцами), относят к технической Г. Возникают и новые задачи; напр.,
выявление влияния планктона на поглощение и рассеивание звука - сведения,
необходимые гидроакустикам. Иногда выделяют навигационную Г., изучающую
биол. помехи эксплуатации флота, включая биолюминесценцию, и сельскохозяйственную
Г., к к-рой относят, напр., изучение роли гидробионтов в удобрении рисовых
полей и разведении рыб в этих водах.

Природные сообщества водных организмов,
составляющие население водной среды, стали систематически исследоваться
только со 2-й пол. 19 в., что и привело в дальнейшем к обособлению Г. от
ботаники и зоологии, издавна занятых изучением как наземных, так и водных
организмов. Для формирования Г. как науки, имеющей свой объект изучения,
свои методы и задачи, большое значение имели первые количеств, исследования
специфичной для водной среды жизненной формы -
планктона
(гл. обр.
мелкие организмы, обитающие в толще воды), начатые в 80-е гг. 19 в. нем.
учёным В. Ганзеном. На примере Кильской бухты он показал необходимость
количеств, сведений о планктоне как источнике пищи для промысловых рыб
и основы биол. продуктивности моря. Позднее, но также 1л. обр. в интересах
развития рыбного х-ва, было начато количеств, изучение организмов, обитающих
на дне водоёмов,- бентоса. Количеств, исследования бентоса получили
общее распространение после того, как были применены приборы для взятия
проб - дночерпатели, впервые предложенные в 1911 для морских исследований
дат. учёным К. Петерсеном и для пресноводных - швед, учёным С. Экманом.

Количеств, методы исследования природных
сообществ водных организмов, служащие для определения численности (плотности)
особей отд. видов и их биомассы,
получили в Г. самое широкое распространение.
Для этой цели применяют многие спец. гидробиол. приборы (планктонные сети,
планктоноуловители, план-ктоночерпатели, дночерпатели различных конструкций
и др.).

Помимо планктона и бентоса, были выделены
также такие характерные для водной среды жизненные формы, как нектон,
к к-рому относят достаточно крупных активно плавающих животных, способных
преодолевать течения (рыбы, кальмары и др.). Сообщества животных и растит,
организмов, характерных для поверхности вод, граничащих с атмосферой, наз.
нейстоном. Полуводные погружённые организмы образуют плейстон,
бегающие или лежащие на поверхностной плёнке - эпинейстон, живущие
под плёнкой, но тесно с ней связанные - гипонейстсн.

Сообщества организмов, живущих на поверхности
погружённых предметов, называют перифитоном, или обрастанием.

Первый преим. флористич., фау-нистич.
и биогеографич. этап исследований по Г. связан с необходимостью изучения
видового состава и распределения населения морей и внутр. вод. Эта задача,
в особенности по отношению к менее изученным районам и систематич. группам
организмов, до сих пор не потеряла своего значения. Выполнена огромная
работа по изучению состава населения пресных вод и морей. Материалы собирались
гл. обр. во время экспедиций. Выдающееся значение имела англ, морская экспедиция
на судне Челенд-жер (дек. 1872 - май 1876), положившая начало изучению
жизни на больших глубинах. Начиная с последней четверти 19 в., во мн. странах
учреждались морские и пресноводные
биологические станции, что создало
новые возможности для углублённых круглогодичных гидро-биологич. исследований.

Сов. Г. широко использует как экспедиционные
работы, так и углублённые стационарные исследования. Для развития пресноводной
Г. большое значение имели работы В. М. Арнольди, А. Л. Бе-нинга, Г. Ю.
Верещагина, В. Н. Ворон-кова, В. И. Жадина, С. Г. Лепневой, В. М. Рылова,
Д. О. Свиренко и мн. др. и исследования, проведённые в 20-х и 30-х годах
на Косинской и Глубокоозёр-ской биостанциях под Москвой (Л. Л. Рос-солимо,
С. И. Кузнецов, Г. Г. Винберг, Е. В. Боруцкий, Г. С. Карзинкин и др.),
байкальской биостанции Иркутского ун-та (М. М. Кожов). Ещё в 1-е десятилетие
20 в. в морских научно-промысловых экспедициях Н. М. Книповича, в работах
С. А. Зернова и К. М. Дерюгина были заложены основы рус. морских гидробиол.
исследований. В сов. время они получили самое широкое развитие начиная
с работ по изучению Баренцева м., проведённых под руководством И. И. Ме-сяцева
и Л. А. Зенкевича в 20-е гг. Плавучим морским научным институтом, созданным
в 1921 по декрету, подписанному В. И. Лениным. Большие достижения сов.
морских гидробиологических исследований (с участием В. Г. Богорова, В.
А. Водяницкого, Е. Ф. Гурьяновой, П. И. Усачёва, А. А. Шорыгина, В. А.
Яшнова и мн. др.), обобщённые в книге Л. А. Зенкевича (1963), пользуются
мировым признанием. Особенно значительны результаты проведённых на Витязе
(начиная с 1949) исследований Тихого и Индийского ок., на чОби - в антарктич.
водах, наМ. Ломоносове- в Атлантическом ок. и на др. исследоват. судах.
В итоге было получено представление о биол. структуре и продуктивности,
собраны обширные материалы по систематике и распределению фауны и флоры
Мирового океана.

По мере накопления сведений о составе
населения разных водоёмов внимание направлялось на выяснение экологич.
условий формирования определённых биоценозов
и обитания отд. видов
водных организмов. Этот этап развития Г. отражён в книге С. А. Зернова
Общая гидробиология (1934, 2 изд., 1949). сыгравшей большую роль в развитии
сов. Г.

В Г. много внимания уделяется развитию
представлений о значении биол. явлений для классификации природных вод,
теории биол. продуктивности, закономерностям биотич. круговорота веществ
и потока энергии в водных сообществах.

На очереди гидробиол. исследований стоит
выяснение функционального значения водных организмов в протекающих в водной
среде процессах, что необходимо
для управления биол. продуктивностью и
процессами самоочищения и для рационального использования биол. ресурсов.
Функциональные особенности водных организмов могут быть выяснены только
с помощью экспериментальных исследований обмена веществ, роста, питания,
хим. и биохим. состава водных организмов. Для развития этого направления
исследований в сов. Г. большое значение имели работы Н. С. Гаевской, В.
С. Ивлева, С. Н. Скадовского.

Решение ряда гидробиол. вопросов нередко
требует исследований на самых разных уровнях - от молекулярного, клеточного
и организменною до популя-ционного и биоценотического. Напр., при выяснении
причин чрезмерного развития фитопланктона, т. н. цветения воды, необходимо,
с одной стороны, принимать во внимание взаимодействие разных видов водорослей
и микробов через выделяемые в воду специфич. метаболиты, с другой - круговорот
биогенных элементов (азот, фосфор и др.), зависящий от свойств водоёма
в целом и от стока с его водосборной площади.

Закономерная взаимозависимость всех
явлений в водоёме, являющемся целостным природным объектом, была подчёркнута
в конце 19 в. и начале 20 в. в клас-сич. работах швейц. лимнолога Ф. Фо-реля.
В 20-х гг. 20 века А. Тинеман (Германия) и Э. Науман (Швеция) показали
возможность подразделения озёр, как и др. водоёмов, на биолимнологич. типы
(олиготрофный, эвтотрофный и др.). Проблема типологии и классификации природных
вод продолжает разрабатываться.

Большая сложность и разнородность природных
явлений, с к-рыми имеет дело Г., привели к использованию мн. методов исследования;
напр., радиоуглеродный метод измерения интенсивности фотосинтеза планктона,
предложенный дат. учёным Е. Стеман-Нильсоном, с помощью к-рого уже получены
данные, позволяющие судить о первичной продукции океана и гидросферы в
целом; спек-трофотометрич. методы определения содержания хлорофилла в планктоне;
методы изучения роли водных бактерий (гл. обр. сов. учёные Э. Л. Исаченко,
В. С. Буткевич, А. С. Разумов, С. И. Кузнецов, Ю. И. Сорокин и др.). При
морских и нек-рых пресноводных исследованиях взятие проб и наблюдения ведутся
с помощью аквалангистов, на больших глубинах применяется подводное телевидение
и фотографирование, с помощью эхолотов (см. Биогидроакустика) прослеживается
распределение планктона и др. водных организмов; новейшие физич. методы
используются для изучения биолюминесценции в глубинах моря, для понимания
взаимосвязи процессов, идущих в водных экосистемах, привлекается метод
математич. моделирования, применяются ЭВМ.

Для Г., особенно в СССР, характерно
возрастающее влияние теоретич. исследований на решение вопросов непосредств.
практич. значения. Гидробиол. знания и методы широко используются для оценки
кормовой базы водоёмов как основы их рыбопродуктивности, при промысловой
разведке, при рыборазведении. Большой успех Г. в СССР позволил приступить
к активным методам воздействия на биол. продуктивность водоёмов. В предвоен.
годы под руководством Л. А. Зенкевича был проведён эксперимент по обогащению
донной фауны Каспийского м., куда был вселён много-щетинковый червь нереис,
который играет важную роль в питании осетровых рыб. Успешно проведена
акклиматизация кормовых организмов, гл. обр. ракообразных (мизиды и др.),
во мн. водохранилищах и нек-рых озёрах, напр, в оз. Балхаш. В результате
гидробиол. исследований предложены новые методы повышения рыбопродуктивности
прудов путём внесения минеральных удобрений, к-рые вошли в практику прудового
рыбоводства и существенно способствовали повышению его производительности.
В области санитарной Г. развёртывается изучение влияния на водные организмы
и их сообщества токсич. веществ пром. стоков, механизма биол. самоочищения
вод и др. вопросов, относящихся к актуальной проблеме обеспечения растущих
потребностей человечества в чистой воде.

На внутр. водоёмах СССР гидробиол. исследования
ведутся Ин-том биологии внутренних вод АН СССР, Гидробиоло-гич. ин-том
АН УССР, Лимнологич. ин-том Сиб. отделения АН СССР, Гос. н.-и. ин-том озёрно-речного
х-ва (ГосНИОРХ), Зоологическим ин-том АН СССР, университетами (Московским,
Казахским, Саратовским, Белорусским, Иркутским и др.) и мн. др. учреждениями.
Гидробиол. изучение внутр.водоёмов, в особенности оз. Байкал, Каспийского
м. и Аральского м., водохранилищ на Волге, Днепре и др. реках, привело
к важным результатам. С 1965 АН УССР издаёт Гидробиологический журнала
(Киев).

Исследования по морской Г. в широких
масштабах ведутся Ин-том океанологии АН СССР (ИОАН), Ин-том биологии юж.
морей АН УССР (ИНБЮМ), Всесоюзным н.-и. ин-том рыбного х-ва и океанографии
(ВНИРО) и его бассейновыми институтами: Тихоокеанским (ТИНРО) во Владивостоке,
Полярным (ПИНРО) в Мурманске, Атлантическим (Атлант-НИРО)в Калининграде,
Азово-Черномор-ским (АзчерНИРО), Зоологич. ин-том АН СССР, университетами
(напр., Ленинградским, Одесским) и мн. др.

Из междунар. орг-ций наибольшее значение
для Г. имеют: созданный в 1902 Постоянный междунар. совет по изучению моря
(Копенгаген), издающий Journal du Conseil (с 1926), Междунар. ассоциация
лимнологов, существующая с 1922 и регулярно созывающая конгрессы лимнологов
(в 1971 состоялся 18-й конгресс). Старейший междунар. гидробиол. журнал
- Archiv fur Hydrobiologie (Stuttg., с 1906). Выходитstyle="mso-ansi-font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: DE">такжеstyle="mso-ansi-font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: DE">
Internationale Revue der gesamten Hydro-biologie und Hydrographies (Lpz.,
сstyle="mso-ansi-font-size: 12.0pt; mso-ansi-language: DE">
1908). С 1956 в США издаётся междунар. журнал Limnology and Oceanography.

Лит.: Жизнь пресных вод СССР,
т. 1-4, М., 1940-59; Жадин В. И., Методы гидробиологического исследования,
М., 1960; Зенкевич Л. А., Фауна и биологическая продуктивность моря, т.
1, М., 1951; его же, Биология морей СССР, М., 1963; его же, Изучение фауны
морей и океанов, в кн.: Развитие биологии в СССР, М., 1967; Винберг Г.
Г., Гидробиология пресных вод, там же; Константинов А. С., Общая гидробиология,
М., 1967.

<Г. Г. Винберг.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я