Доклад "Особенности экологии и морфологии Cetacea"

  1. Структура популяций
  2. Распространение
  3. Морфологические адаптации, связанные с образом жизни
  4. Метаболизм

    8. Структура популяций

    Популяции китообразных в первую очередь делятся на кочевые и оседлые. Первые характеризуются сочетанием группового образа жизни с регулярными кочевками на достаточно большие расстояния. Единицей популяции является стадо. Китообразным присуще врожденное стремление находиться в контакте с особями своего вида.
    В популяциях формируется этологическая (социальная) структура - пол, возраст. Другой вид популяционной структуры определяется синхронностью деятельности и координированным поведением особей. Стадо - дискретная социальная единица популяции. Это естественная группировка, долгое время поддерживающая тесные внутригрупповые отношения.
    Внутрипопуляционная организация (примеры организации стад)
    У зубатых китов существуют два принципа организации:
    1. Бисексуальные стада (косатки, афалины). Для них характерно присутствие в стаде особей обоих полов и склонность к оседлому образу жизни.
    2.Стада с сезонной дифференциацией (кашалоты, нарвалы, белухи)
    Дополнительно к этому существуют так называемые смешанные стада. Они относительно стабильны, знают друг друга, имеют родственные связи, общую территорию и единство жизнедеятельности. Имеются так же такие образования как самочные группировки.

    Внутрипопуляционная организация некоторых видов

    Кашалоты
    1. Стада, включающие в себя самок (20-50 лет) и разновозрастных самцов. Это полигамные стада.
    2. Подростковые стада, состоящие из молодых самцов(12-15 лет) и взрослых самцов.
    3. Старые одиночные самцы.
    Выделяют так же отдельные группы самцов:
    1. Молодые холостяки (10-12 лет, половозрелость у кашалотов наступает с 9 лет).
    2. 15-ти - 30-ти летние самцы.
    3. 21-42 года, крупные животные, от 2 до 6 особей.

    Нарвалы
    Структурная единица - матриархальная семья, самцы примыкают к ним в период размножения.
    Иерархия самцов состоит из 6-20 особей.
    Косатки
    Группы смешанного состава по 5-8 особей. Ядро составляют самцы.
    Афалины
    Стадо из 13-15 экземпляров. Отмечается большая динамичность. Характерны сезонные объединения для охоты до 20-25 особей.
    Речные дельфины
    Охота затрудняется из-за ограниченности пространства, поэтому они ведут оседлый образ жизни, объединяясь по 2-3 особи.
    Механизмы регуляции численности:
    1. Болезни, паразиты.
    2. Хищники.
    3. Человек.
    4. Социальные взаимоотношения.

    Усатые киты:
    Горбачи
    Встречаются одиночки и пары.
    Финвалы
    От 1 до 4 особей. Осень и весну проводят в одиночестве, а летом образуют группы. Встречаются группы самцов, группы самок, пары и неполовозрелые.
    Сейвалы
    Всю жизнь проводят в одиночестве.
    Серые киты
    Так же одиночки. На полях питания формируются неустойчивые группы из 20 и более особей. Это обусловлено единым режимом питания.
    Гренландские киты
    Образуют скопления до 30 особей во время миграций.

    Распространение.

    1. Холодные воды Антарктики.

    Южный кит - австралийское стадо.
    Синий кит - чаще встречается в южном полушарии, кроме того, существует подвид синего кита - пигмеи.
    Горбач - в Антарктике насчитывается 5 стад, но горбачи могут мигрировать. Предпочитают прибрежные области.
    Южный плавун - встречается у берегов Ю.Австралии, в заливе Ла-Плата
    Плосколобый бутылконос - у берегов Австралии, Ю.Георгии, Окленда.
    Ремнезубы - 4 вида.
    Короткоголовый дельфин - в Антарктике встречаются представители 2 видов: крестовидный и тусклый.

    2. Арктика.

    Гренландский кит - 3 стада: Шпицбергенское, Западногренландское, Беренгово-чукотско-бофортское.
    Южный кит - 2 подвида: японский (Японское, Восточно-Китайское, Желтое моря летом, а зимой отправляется к берегам Мексики) и Бискайский южный кит (от архипелага Шпицберген до Азорских островов).
    Серый кит - 2 стада: охотско-чукотское и чукотско-калифорнийское.
    Сейвал - избегает льдов. Ареал обитания от Девисова пролива до Новой Земли, заходит в Балтийское и Белое моря. Могут совершать миграции до экватора.
    Горбач - Тихий океан- 2 стада, занимающие водные территории: от Чукотки до Калифорнии и от Аляски до Тайваня.
    Атлантический океан- 2 стада: от Шпицбергена до С.-З. Африки и от Гренландии до Антильских островов.
    Нарвал - Северный Ледовитый океан, может заходить в Баренцево море.
    Белуха - Берингово, Белое и Охотское моря, Балтика. Иногда заходит в северные реки.
    Короткоголовый дельфин - 2 вида: тихоокеанский (у берегов Японии) и беломордый (до Гренландии).

    3. Тропические тёплые моря и области Мирового океана.

    Клюворылы, Ремнезуб Бленвиля, род Продельфины.
    Род Афалины - распространены в трех океанах: Атлантический (от Южной Гренландии до Уругвая), Индийский (до Австралии), Тихий океан (от Японии до Тасмании). У Афалин выделяют 4 подвида: Черноморская, Атлантическая, Североокеанская, Индийская.
    Белобочка - придерживается открытого моря.

    4. Реки, озера, близ берегов.

    Семейство Речные дельфины -
    Гангский дельфин - обитает в реках Ганг, Инд, Брахмапутра.
    Амазонская иния - Ориноко, Амазонка.
    Китайский озерный дельфин - озеро Дунтинху и река Янцзы.
    Семейство Дельфинообразные, род Длинноклювые дельфины -
    Гвианский дельфин - Венесуэла, Маракайбо, до Рио-де-Жанейро.
    Китайский белый дельфин - река Фухэ.
    Зондский белый дельфин - между Сиамским заливом и Калимантаном.
    Камерунский дельфин - от Камеруна до Сенегала.

    5. Космополиты.

    Косатки, Кашалоты.
    Финвал - обособленные группы внутри обширного ареала. В Южном полушарии встречаются чаще, чем в Северном.
    Гринды - биполярный ареал обитания.

    Морфологические адаптации, связанные с образом жизни.

    Форма тела

    Торпедообразная, шейного перехвата нет.

    Скелет

    Позвоночник слабо дифференцирован, губчатый, пропитан жиром. У китообразных может быть от 41 до 98 позвонков. В шейном отделе насчитывается 7 позвонков, которые могут свободными или сросшимися. Грудной отдел включает 10-17 пар ребер, из них от двух до восьми соединены с грудиной. Задние конечности, кресцовый отдел позвоночника и таз редуцированы и в следствие этого повышается свобода движения хвостового стебля, а так же появляется возможность рожать крупных детенышей.
    Передние конечности преобразовались в ласты (они выполняют роли рулей высоты, поворота, торможения, балансировки). Приспособление передних конечнлстей к плаванию повлекло за собой увеличение кисти, запястья, предплечья. Они покрыты общим кожным покровом и образуют гребную лопасть. Пальцы, кисть, пястье, запястье, предплечье неподвижно фиксированы хрящевой и соединительной тканью. Главный орган передвижнния - хвостовой плавник. это хвостовой стебель с мускульными и кожными выростами. У большинства китообразных имеется спинной плавник, он придает устойчивость телу.
    Скорость движения изменяется благодаря переменной упругости плавников. Кроме того функцией плавников является терморегуляция.

    Кожа

    Кожа голая, эластичная, лишена волос, сальных, потовых желез. Усатые киты имеют волоски на голове, которые служат для определения изобилия корма. Функции кожи: снижение гидродинамического сопротивления, снижение турбулентности потоков, поддержание ламинарного течения. Дополнительная функция - регенерация (повышена функция репродуктивных клеток).

    Подкожный жир

    Выполняет роль энергетического запаса, участвует в теплорегуляции, обеспечивает плавучесть. Дополнительная функция - остановка кровотечения. Развитие жарового пласта компенсирует малую дифференцировку дермы.

    Окраска

    Значение окраски:

    1. Маскировка
    2. Сигнально-опознавательное значение. Пример: изменение с возрастом цвета Белухи - черный -> серый -> голубой -> белый.
    3. Индивидуальная изменчивость - горбачи, южные киты, кашалоты.

    Приспособления к дыханию

    1. Ноздри смещены на верхнюю часть головы - дыхало
    2. Мощный ноздревой сфинктор который закрывается пассивно, открывается, благодаря рефлексу выныривания.
    3. Воздухоносный путь отдлен от пищеварительного тракта. Нет рефлекса кашля, способны есть под водой.
    4. Увеличен объем легких, высокое количество альвеол. Альвеолы имеют крупные размеры, повышенную эластичность, снабжены сфинкторами.
    5. Имеется сеть артериально-венозных анастомозов
    6. Система клапанов в бронхиолах
    7. Сильное развитие хрящевой ткани в стенках бронхиол, что противодействует повышенному давлению внешней среды и предохраняет от кессонной болезни. (Не растворяется предельное количество газов).
    8. Кровь богата гемоглобином, а мышцы - миоглобином.

    Кровеносная система

    При погружении деятельность сердца замедляется более чем вдвое. Ток крови перераспределяется и идет усиленное снабжение кислородом сердца и мозга.

    Дыхательный центр

    Обладает пониженной чувствительностью к повышению напряжения углекилоты в крови. Нет автоматии дыхательного центра.

    Органы чувств

    Обоняние - наблюдается редукция обонятельных долей.
    Развиты органы вкуса, китообразные способны различать соленость воды.
    Органами осязания служит кожа, именно она обеспечивает рефлекс "вдох-выдох".
    Высокая светочувствительность, острое монокулярное зрение.
    Слух - колебания с двух сторон воспринимаются независимо друг от друга.
    Обладают эхолокационной системой.

    Метаболизм

    Китообразные гомойотермные животные. Эндотермы. Гипоталамус - центр вегетативной нервной системы, регулирует все химические реакции, протекающие в организме. Конечным продуктом обмена является мочевина. В отряде Китообразные наблюдается повышенный уровень метаболизма.
    Дыхание
    Способны извлекать из воздуха большее количество кислорода, благодаря тому, что объем легких используется на полную мощность. Обменивается 90% воздуха легких. При нырянии интенсивность обменых процессов понижается. Теплообмен и терморегуляция
    Водная среда, как среда обитания предоставляет некоторые преимущества, по сравнению с воздушной. Главным преимуществом является почти полное отсутсвие силы тяжести. Но в воде более интенсивно протекают процессы теплообмена и обмена энергией со средой. Поэтому требуется некоторое усовершенствование системы терморегуляции.
    Теплообмен у всех животных может осуществляться посредством трех процессов. Это - конвективный теплообмен, испарение и излучение. У Китообразных наблюдается отсутствие потовых желез, что препятствует испарению, а следовательно и теплопотерям. Жировой подкожный слой снижает интенсивность конвективного теплообмена между водой и кожей. Температура тела поддерживается около 36 0-38 0С. Жировой слой залегает очень глубоко и интенсивность процесса теплоотдачи минимальна - температура на поверхности кожи примерно равна температуре воды. Подкожный жир обеспечивает градиент температур по типу противоточного теплообменника. Сосуды теплообменника устроены следующим образом: Каждая артерия полностью окружена венами, по которым и происходит отдача тепла и к поверхности тела приходит уже охлажденная кровь.
    Органы теплообмена - плавники, так как в них отсутствует слой жира.

    Таким образом повышенный уровень метаболизма китообразных связан

    1. Cо средой обитания
    2. С особенностями поведения - ныряние
    3. Трофической организацией

    5

    6

    7