Жесткие узкие листья осок густой щеткой покрывают болотистый берег пруда. Кое-где видны стебли сусака с раскидистым зонтиком нежных розовато-белых цветков. Белеют зонтики ядовитого веха. Из мелкой воды поднимаются листья стрелолиста и заросли водяной сосенки. Местами эта зеленая рама пруда так широка, что к воде не подойдешь.
Не так отлог берег, ступенькой обрывается он к воде, и зеленая прибрежная рама разорвалась. Теперь у самых ног вода, и в ней видны подводные заросли. Стебли, усаженные то маленькими листочками, то словно игольчатым кружевом, тянутся вверх, лежат у самой поверхности воды.
С первого же взгляда заметишь, что и подводные стебли и длинные черешки листьев кубышек и кувшинок очень гибки. Они поднимаются вверх в воде, как бы «стоят» в ней, но стоит вытянуть стебель из воды, и он сразу обвисает. В воздухе такие черешки и стебли прямо не держатся.
Вода гораздо плотнее воздуха, и она «держит» эти гибкие стебли: здесь они могут быть более тонкими и более мягкими, чем воздушные стебли. Они не только могут, но и должны быть такими. Всколыхнувшаяся вода «ударит» растение много сильнее, чем воздушная волна: вода в шестьсот раз тяжелее воздуха. Сопротивляться ей трудно: сломает, разорвет. Уступить — изогнуться по волне. Гибкие стебли и черешки уступчивы. Изгибаясь по волне, они выдерживают напор воды, не ломаются при ударах «подводного ветра».
Плотность воды резко отличает водную среду от воздушной. Передвигаться в воде совсем не то, что передвигаться в воздухе, на суше. Ни одно животное не живет взвешенным в воздухе, плавая в нем. Каким бы хорошим летуном ни была птица, она не может «висеть» в воздухе целыми сутками. В воде же многие организмы живут в толще воды, никогда не опускаясь на дно, никогда ни на что не присаживаясь.
Удельный вес играет огромную роль в жизни водных организмов. Вынутое из воды растение или животное как бы тяжелеет. Стебель подводного растения на суше падает, обвисает. Рак на суше куда менее подвижен, чем в воде: он стал тяжелее. Любое водное животное, способное передвигаться и по суше, в воде более ловко и подвижно: здесь оно легче, чем на берегу.
При удельном весе, равном единице, организм висит в воде. Больше единицы удельный вес — и организм тонет; меньше единицы — вода словно выталкивает его из себя, и он всплывает.
У воды есть как бы подъемная сила. Эта сила облегчает передвижение: в воде легче подняться, чем в воздухе. Здесь некоторые животные поднимаются вверх, совсем не затрачивая силы: вода сама их поднимает. Наоборот, опуститься в воде вниз часто труднее, чем в воздухе. Погружаясь в глубину, животное должно преодолеть подъемную силу воды.
Вода более вязкая среда, чем воздух. Она гораздо сильнее, чем воздух, сопротивляется движущемуся предмету. Бежать по колени в воде много труднее, чем по берегу. Бежать по горло в воде не сможет ни один чемпион бега: здесь и быстро идти-то нельзя.
Сказать о водном животном, хороший ли оно пловец, можно с первого взгляда: сама его внешность укажет на это. Обтекаемая форма тела, всегда так или иначе суженного впереди, — обязательный признак хорошего подводного пловца. Сильно развитые органы передвижения — второй признак. И у жука-плавунца и у жука-водолюба хорошо обтекаемое тело, но водолюб плавает хуже плавунца: его тело более выпуклое и его плавательные движения менее сильны. Карасю не догнать щуку, голавль обгонит леща или плотву: форма тела каждой из этих рыб сама скажет, кто из них лучше плавает.
Обитателю воды необязательно быть хорошим пловцом. Многие из животных, населяющих толщу воды, очень плохие пловцы. Такому животному нужно удержаться в толще воды, и оно удерживается — как бы «висит» в воде. Чем больше поверхность тела, тем легче удержаться в воде. Разнообразные длинные выросты на теле, да еще усаженные длинными щетинками или волосками, — верный признак «парашютиста». Быть парашютистом необязательно: многие мельчайшие организмы «висят» в воде просто потому, что их удельный вес равен единице.
Вода растворяет воздух. Не обладай она этой способностью, нельзя было бы жить в водной толще. Множество водных животных пользуется для дыхания кислородом, растворенным в воде. Этот кислород поступает в воду из атмосферы; поступает он и от зеленых водных растений. Кислород, входящий в состав самой воды, не может быть использован животными: разложить воду на кислород и водород они не в состоянии.
При помощи тех или иных органов дыхания водные животные используют растворенный в воде кислород. В прокипяченной воде они жить не могут: кислорода в ней нет, он выделился при кипячении.
Летом вода гораздо богаче кислородом, чем зимой. Лед, покрывая пруд, отгораживает воду от атмосферы, и кислорода из атмосферы больше не поступает. Большинство водных растений на зиму отмирает. Зеленеющие и зимой растения меньше выделяют кислорода: под лед проникает мало света, вода холодная.
Недостаток кислорода, света и тепла заметно сказывается и на водных животных. Многие из них на зиму засыпают, некоторые умирают, отложив яйца.
В верхних слоях воды кислорода больше, у дна — меньше. И не только потому, что верхние слои ближе к атмосфере; у дна много кислорода расходуется на процессы гниения.
Разница в количестве кислорода сказывается и на распределении животных. Обитатели дна и обитатели верхних слоев воды пруда живут на разных «кислородных пайках». Животное, живущее за счет кислорода, растворенного в воде, не может существовать вне воды: его органы дыхания непригодны для жизни на суше. Но в воде живут и животные, дышащие атмосферным воздухом. Для дыхания они поднимаются на поверхность воды. В далеком прошлом предки многих таких животных были обитателями суши. Переселившись в воду, животные сохранили органы воздушного дыхания. Но у многих из них развились и приспособления для дыхания водного. Личинка стрекозы всю свою личиночную жизнь дышит кислородом, растворенным в воде. Жук-плавунец дышит атмосферным кислородом, но он может дышать и кислородом, растворенным в воде, пока его достаточно.
Вода растворяет не только воздух: в ней растворены самые разнообразные вещества. В природе нет химически чистой воды: такая бывает только в химических лабораториях. Вода в природе — всегда раствор тех или иных веществ, и в этом одна из особенностей жизни в воде.
Многие водные растения получают нужные им минеральные вещества не из грунта дна, а из воды. Эти вещества поступают в растение не только через корни, но и через листья, стебли. И многие водные растения, обитатели тихих мест, живут без корней: держаться за грунт дна им не нужно — в тихом месте вода не унесет. Микроскопически малые водоросли находят в воде все, что им нужно для жизни. Эти водоросли и бактерии служат пищей крохотным рачкам, а рачки — более крупным животным. Вода богата мельчайшими организмами, в ней много и мельчайших органических частиц. Многие водные животные кормятся, захватывая эту «пищевую кашицу». Нет на суше животного, которое могло бы прокормиться, сидя на месте и разевая рот. В воде можно прокормиться, не сходя с места и ловя находящуюся вокруг «пищу». Поэтому в воде могут жить и неподвижные животные, всю свою жизнь проводящие на одном месте.
Вода прозрачна, и солнечный свет проникает в нее. Но он не проникает очень глубоко: в озерах с кристально чистой водой глубже 170 метров — мрак. Да и на глубине 160–170 метров темно: свет здесь так слаб, что только фотографическая пластинка отмечает — полной темноты еще нет.
На глубину 1 метра проникает лишь половина света, на глубину 7 метров — только треть его. На глубине 5–10 метров в самый яркий солнечный день — сумерки. Зато в очень мелком водоеме светло. На дне лужи, на дне мелкого прибрежья пруда — везде, где воды не наберется и по колено, яркий свет проникает до дна. Но и здесь в воду проникает не весь солнечный свет: его хоть на немного, а меньше, чем на берегу.
Жизнь зеленого растения тесно связана с солнечным светом. Густые подводные заросли мелководья редеют с глубиной. В озере на глубине 30 метров обычно нет зеленых растений.
От дна и до самой поверхности вода заселена. Одни из животных не покидают дна, другие держатся в толще воды, третьи — на ее поверхности. Обитатели любого «этажа» приспособились к своей среде, и население «подвала» не уживется на «чердаке», а житель «водяной крыши» не сможет жить на «первом этаже».
Обитатели дна носят общее название бентос; по-русски их можно назвать донниками или ползающими, хотя и необязательно, чтобы они только ползали. Некоторые улитки, личинки ручейников ползают по дну; беззубки, перловицы, мотыль закапываются в грунт дна — кто целиком, кто наполовину. А некоторые из донников и совсем неподвижны. Такова, например, пресноводная губка — бадяга.
Множество мельчайших организмов — животных и растений — плавает в толще воды. У одних из них нет органов передвижения, и таково большинство микроскопически малых водорослей. У других такие органы есть, но они слабы, и животное не может плыть «куда захочет». Даже легкая волна, даже едва заметное течение «несет» этих животных.
Такие организмы носят общее название планктон. По-русски их можно назвать взвесь: они взвешены в воде. Можно назвать их и носимые водой. Это необязательно крошки. Самые разнообразные мелкие животные значатся в составе морского планктона, и даже огромные медузы северных морей — тоже планктон: они носятся по воле волн.
Обитатели дна малоподвижны, и они защищаются от нападения врага не бегством. Раковины моллюсков, домики ручейников, панцыри крупных раков — защита от врага. Большинство планктонных организмов беззащитно. Огромное потомство, быстрое размножение — их способ борьбы за существование вида. Их приспособления к «взвешенной» жизни — разнообразные выросты, слизь и другие образования, увеличивающие поверхность тела и тем самым уменьшающие его удельный вес.
Они не все лишены способности передвижения, эти крохотные существа, взвешенные в воде. Дафнии, циклопы и другие мелкие рачки, разнообразные инфузории и многие иные очень мелкие животные открытой воды обладают органами передвижения. В тихом месте, там, где нет ни волны, ни течения, эти животные передвигаются достаточно активно. Но противостоять течению, волне они не могут.
И, наконец, третья группа — животные, передвигающиеся активно. Рыба плывет и против течения; жука-плавунца не снесет мелкой волной. Таким обитателям воды присвоено общее название нектон, что означает: пловцы.
Не всякое водное животное всю свою жизнь принадлежит к какой-нибудь одной группе. Личинка жука-вертячки живет на дне — она бентос. Жук-вертячка плавает по поверхности воды, ныряет — он нектон. Личинка пресноводной губки-бадяги плавает, сама бадяга — неподвижное донное животное. В морях множество животных, кончая рыбами, часть своей жизни принадлежит к планктону, часть — к нектону или бентосу.
Многие обитатели пресной воды проводят в воде только часть своей жизни. Как правило, они живут здесь в дни молодости; взрослая форма у таких животных покидает воду.
Стрекозы, комары, ручейники и еще ряд насекомых свою личиночную жизнь проводят в воде. В воде проходят свое развитие наши земноводные: лягушки, жабы, тритоны.
В обоих случаях в воде живет личинка. Но прошлое и тех и других животных различно.
Родина земноводных — вода. Их далекие позвоночные предки были полностью водными животными. Выйдя из воды на сушу, земноводные сохранили кусочек своей прошлой жизни: они развиваются в воде, на сушу выходит взрослая форма. Земноводные — выходцы из воды.
Ручейники, комары, стрекозы, водяные жуки и водяные клопы, все насекомые, хотя бы часть жизни проводящие в воде, — вселенцы в воду. Их далекие предки были наземными животными. Переселившись в воду, разные насекомые по-разному приспособились к новой жизни. Одни проводят в воде всю жизнь, другие живут там только личинками.
Вселенцы в воду и цветковые растения. От своих далеких сухопутных предков они сохранили ряд особенностей наземной жизни. И самая заметная из них — почти все подводники цветут над водой. Лишь немногие из них так приспособились к водной жизни, что и цветут под водой. Роголистник стал подлинно подводным обитателем: он не бывает на воздухе.
Животные-вселенцы не порвали связи с сушей. Каждое водное насекомое обязательно проводит часть своей жизни вне воды: или на суше живет взрослая форма, или на суше оказывается куколка, или водное насекомое на суше зимует, или оно, наконец, просто перелетает из водоема в водоем. Жук-плавунец, жук-вертячка развиваются в воде, сами жуки живут в воде, зимуют в воде, но их куколка находится вне воды.
Наземные животные, вселившись в воду, встретились с совершенно новыми условиями жизни. Изменяясь под воздействием этих условий, они постепенно приспособлялись к ним, становились иными. Однако, сохранив органы воздушного дыхания, эти животные остались связанными с сушей, пусть лишь в отдельные периоды своей жизни.
Все обитатели водоема связаны друг с другом, так или иначе зависят один от другого. У всякого свои условия жизни, и эти условия — не только требования организма к неживой среде, не менее важна и среда живая.
Слишком чиста вода — мало в ней бактерий. А мало бактерий — не будет здесь много и инфузорий, коловраток. В такой «голодной» воде трудно жить личинкам комаров. Нет добычи для хищников — мало и хищников: жуков, клопов, личинок стрекоз.
Любой организм питается. Не питаясь, он не может жить: все жизненные отправления связаны с тратой веществ тела организма. Лишенный питания, организм тратит «самого себя», истощается и погибает.
Пищевые связи между организмами сложны и многообразны. И все они начинаются со связей между животными и растениями. Как бы и чем бы животное ни питалось, в конечном счете его кормилец — растение.
Мало растений в водоеме — и животная жизнь в нем не будет богатой и разнообразной. Здесь, в воде, важны не только густые подводные заросли, но и мельчайшие водоросли, особенно те, что мириадами плавают в водной толще.
С водорослей планктона и начинается питательный ряд в водоеме. Эти водоросли — пища инфузорий и других простейших, а теми и другими питаются крохотные рачки, коловратки, личинки комаров и многие иные обитатели воды. Планктон — пища рыбьих мальков. Нет его — нет и пищи для рыбьей молоди, только что выклюнувшейся из икры.
Умирая, планктонные организмы оседают на дно. Здесь остатки их служат пищей всяким илоедам. В чистом песке или глине дна не найдешь красных мотылей, не найдешь и многих других личинок.
Растительный планктон богат не в любом водоеме. У водорослей планктона есть свои требования, им необходимо наличие известных условий жизни: вода должна содержать азотистые и фосфористые соли, зеленым водорослям нужен солнечный свет. Богата вода необходимыми для питания водорослей солями, достаточно солнечного света — и планктонных водорослей будет много. А много их — больше и тех крохотных животных, которые ими питаются, больше животного планктона. Больше его — богаче и разнообразнее прочий животный мир водоема.
Не всякий пруд или озеро богаты питательными солями, необходимыми для растений. Откуда-то эти соли должны попасть в пруд. Основной источник — вода, стекающая в пруд. Богата такими солями почва вокруг пруда — богат ими и пруд. Бедна ими окружающая пруд земля — бедна ими и вода пруда. А в таком пруду мало растительного планктона, бедны подводные и прибрежные заросли. Беден растительный мир — беден и мир животный.