Глава 23. Влияние человека на мир пресноводных организмов

Животные предки человека при переходе своем от древесного к наземному образу жизни вступали в более частый и тесный контакт с пресноводными водоёмами не только для питья воды, но и для добывания пищи, которой являлась рыба и различные обитатели воды (ракообразные, моллюски, водные растения и др.). По мере развития культуры вырабатывалась и совершенствовалась техника вылова рыбы; это дело зависело не только от изобретения орудий лова - гарпунов, копий, крючков, удилищ, сетей, различных постоянных установок в виде вершей, а также и от чрезвычайной ловкости. Эта ловкость сохранилась и у ныне живущих туземных племен. Пример позаимствуем у Миклухи-Маклая, который сблизился с обитателями Новой Гвинеи и среди них имел ряд расположенных к нему людей; один из них, по имени Туй, являл пример необычайной ловкости; о нём Миклуха-Маклай рассказывает так: "вода там была (в отливе) немного ниже колена, и дно, разумеется, хорошо видно. Вдруг Туй сделал энергичный прыжок, и одна из рыбок оказалась пойманной. Туй ловил их ногой. Он сперва придавил её ступней, потом поднял, ухватив между большим и вторым пальцем ноги. Согнув колено, он протянул руку и, высвободив добычу, положил рыбу в мешок... стоя на одной ноге, поднял другую убитую камнем рыбку. Все это было сделано не только очень искусно, но даже и весьма грациозно".

Для успешности лова рыбы требовалось также знание сроков времени наиболее выгодного лова, в частности при прохождении рыб вверх по течению рек для нереста. Для проходных рыб - это стихийное явление, когда они идут сплошной массой и так густо, что животные могут хватать рыб с берега. Естественно, что и люди приноравливались к использованию такой биологической особенности ряда рыб (рис. 21). Очевидно, что это сопровождалось наблюдением над реками и их обитателями. Охота носила хищнический характер, что в период обилия рыбы не отражалось резко на ее количестве. Но с течением веков и с усовершенствованием установок для механического вылова рыбы обилие её ценных сортов упало настолько, что государственная власть была вынуждена принимать охранные мероприятия, регламентируя методы, сроки и условия лова ценных промысловых рыб. Вылавливая то или другое количество их при движении к местам икрометания, необходимо пропускать к нерестилищам достаточную массу самцов и самок, чтобы обеспечить размножение рыб и удержать их численность на какой-то высоте. Конечно, такие мероприятия могут обосновываться не "ползучим эмпиризмом" обыденных наблюдений, а научным изучением биологии и экологии рыб как с общебиологических, так и с специально промысловых точек зрения. Этим ведают ихтиология, гидробиология и другие науки, промысловое рыборазведение. К сожалению, люди поздно пришли к сознанию необходимости рационального использования водных пищевых рессурсов, ибо за предшествовавшее историческое время хищническая охота привела к уменьшению численности весьма ценных промысловых рыб (например, осетровых). Само собою понятно, что такое истребление рыб отражается и на структуре биоценозов, сочленами которых являются соответственные виды рыб.

Рис. 21. Верши для вылова рыбы в Бельгийском Конго (по Бернатцику)

Однако человек влияет на мир пресных вод не только непосредственным истреблением тех или других его представителей.

Нуждаясь в воде для питья, хозяйственных и технических целей, люди издревле селились в непосредственной близости рек, озер и других водоёмов. Следствием такой близости являлся намеренный или случайный спуск отбросов жизнедеятельности хозяйства и промышленности в водоёмы, что неминуемо вело к загрязнению воды и к последующему влиянию на её обитателей. В некоторых местах и поныне отхожие места устраиваются близ воды или непосредственно над водой, например над рекой (рис. 22).

Рис. 22. Уборная над рекой в одном из южных селений (фот. Е. Н. Павловского)

Понятно, что все речные и озерные суда сбрасывают накопляющиеся отбросы хозяйства, экскременты людей и скота в воду; сточные (клоачные) воды некоторых крупных городов также сбрасываются в реки; наконец отбросы производства фабрик и заводов, сооруженных близ водоёмов, неминуемо спускаются в них.

Биологические последствия такого, разнообразного по своему характеру загрязнения, весьма различны; они отражаются на составе биоценозов соответственных водоёмов. Загрязнение водоёмов бывает и вне деятельности человека, находясь в зависимости от наземных животных; но "деятельность" человека перекрывает все прочие влияния.

Детальное сравнительное изучение населения водоёмов разной степени загрязнения показало, что видовой состав его вариирует, смотря по характеру загрязнения водоёма. Многочисленные и продолжительные наблюдения позволили установить приспособление многих одноклеточных организмов, а также и многоклеточных сочленов планктона и бентоса к обитанию в воде различной степни и характера загрязнения органического происхождения. Одни из таких организмов нуждаются в органических веществах и остатках, как в пище; другие же не могут существовать в их присутствии.

В силу таких соотношений оказалось возможным определять наличие или отсутствие в испытуемой воде органических веществ и продуктов их минерализации и окисления по обнаружению видов пресноводных обитателей, которые способны существовать в воде определенного состава. Колквиц и Марсон выделили около 800 видов пресноводных обитателей, начиная от бактерий и кончая червями, моллюсками и насекомыми, которые оказались весьма чувствительными к присутствию в воде органических веществ как в растворенном, так и во взвешенном состоянии. Благодаря этому нахождение того или другого вида, обладающего известным характером чувствительности, в рассматриваемой пробе воды может быть использовано в качестве "биологического реагента" для определения степени её загрязненности. Такие виды пресноводных обитателей получили наименование показательных организмов, а самый метод их использования известен, как "биологический анализ воды". Наравне с химическим анализом он завоевал себе широкую сферу применения.

Рис. 23. Схема сапробных зон (по Долгову и Никитинскому)

Показательные организмы объединяются в группы, которые свойственны пресным водам различной степени загрязнения. В этом последнем отношении различают четыре степени загрязнения (рис. 23).

1. Полисапробные воды, сильно загрязненные свежими, легко разлагающимися органическими веществами (белки, углеводы), соответствующими началу самоочищения сточных вод; кислородные условия в этих водах анаэробные; углекислоты и сероводорода много; в иле отмечено наличие сернистого железа (FeS); потребность в кислороде организмов, типичных для таких вод, весьма малая. Для полисапробных вод характерны показательные организмы - полисалробы; их немного по числу видов (Колквицем и Mapсоном указаны 37 видов), но численность преобладающих видов бывает огромная: смена биоценозов может происходить необычайно быстро. Главным обитателем этих вод являются бактерии (до миллионов в 1 куб. см воды), в том числе серные бактерии, а также бесцветные жгутиковые, инфузории. Интенсивность развития преобладающих видов в полисапробных водах весьма высокая.
2. α-мезосапробные воды - свежие органические вещества в них уже прошли этап первичного разложения до аминокислот и амидов; выделяется аммиак; загрязнение в целом более слабое, соответствующее слабой степени очищения сточных, вод; наряду с восстановительными процессами в воде развертываются и окислительные процессы при полуанаэробных кислородных условиях; вода при стоянки все же загнивает. Показательными организмами являются α-мезосапробы: бактерии, синезеленые водоросли, зеленые жгутиковые, инфузории, черви; разнообразие видов значительно большее, чем в полисапробных водах. Колквицем и Марсоном указаны 158 показательных организмов - α-мезосапробов.
3. β-мезосапробные воды, в которых процесс естественного самоочищения приводит способные загнивать органические вещества к разложению до минеральных соединений, до амония, нитритов и нитратов, благодаря чему вода при стоянии не загнивает (процесс минерализации). Кислородные условия аэробные; это хорошо биологически очищенные сточные воды; показательными организмами служат β-мезосапробы. Разнообразие видов большое, - Колквицем и Марсоном указано 319 β-мезоcапробов. Преобладание отдельных видов слабое; смена биоценозов довольно медленная. β-мезосапробами являются некоторые бактерии (в 1 куб. см их десятки тысяч), синезеленые водоросли, многочисленные диатомовые, зеленые водоросли, зеленые жгутиковые, разнообразные инфузории, коловратки, черви, некоторые ракообразные, насекомые, моллюски и рыбы.
4. Олигосапробные воды практически чистые, частично или полностью закончившие процесс естественного самоочищения; в последнем случае количество остающихся органических веществ в них незначительно; бактерий в 1 куб. см меньше тысячи. Показательными организмами являются олигосапробы; потребность их в кислороде большая, видов много; Колквицем и Марсоном указаны 362 олигосапроба, в их числе: зеленые водоросли, диатомеи, перидинеи, хризомонады, гидры, коловратки, мшанки, ракообразные, насекомые, моллюски и рыбы.

Указанное подразделение вод по степени их загрязненности является относительным, потому что один и тот же загрязненный водоём с течением времени проходит различные стадии самоочищения, которые постепенно переходят одна в другую. Количество бактерий от несметного числа их в полисапробных водах падает до сотен в пробе олигосапробных вод.

При биологическом анализе воды следует учитывать сезонную смену организмов водоёма по временам года. Некоторые показательные организмы могут встречаться в двух близких по степени и характеру загрязнения водах.

При характеристике описанных выше вод, находящихся на разной степени загрязнения, принято говорить о полисапробной и мезосапробной зонах загрязнения и об олигосапробной зоне. К олигосапробной зоне относятся большие чистые озера и реки в их естественном состоянии. В мелких, сильно зарастающих водоёмах с богато развитой животной жизнью нередко под влиянием разложения отмирающих растительных и животных организмов развивается слабое естественное загрязнение, достигающее степени β-мезосапробной зоны, а вместе с тем появляются и характерные для этой зоны организмы. Толща воды и дно водоёма нередко разнятся по степени загрязнения; в то время как водная толща по химизму воды и характеру ее флоры и фауны относится к олигосапробной зоне, заиленное дно водоёма, где происходит скопление и разложение органических остатков, принадлежит к β-мезосапробной зоне с загрязнением естественного происхождения.

Приведем примеры некоторых показательных организмов.