какое свойство воды позволяет рыбам успешно зимовать в водоемах покрытых льдом
Почему рыбы не замерзают в холодной воде?
Практически все рыбы являются холоднокровными животными
Рыбы Антарктиды
Как правило, в антарктических водах плавают так называемые нототениевидные рыбы. Если верить расчетам ученых, на сегодняшний день их насчитывается около 156 видов. Многие из них употребляются в пищу и даже импортируются в Россию. Например, в продаже вполне можно найти морского судака (Patagonotothen ramsayi) или ледяную рыбу (Champsocephalus gunnari). Люди времен СССР также могут припомнить, что на рынке можно было встретить мраморную нототению (Notothenia rossii) и еще пару-тройку рыб, выловленных из холодных вод Антарктиды.
Ледяная рыба (Champsocephalus gunnari)
Как и говорилось выше, нототениевидные рыбы живут в водах, температура которых практически не поднимается выше 4 градусов Цельсия. Хотя, в последнее время погода в самом холодном регионе нашей планеты прямо-таки чудит. В начале 2020 года я публиковал новость о том, что в Антарктиде была зафиксирована рекордно высокая температура воздуха — 18,3 градуса Цельсия. Она наверняка повлияла на состояние воды и обитающие в ней рыбы, видимо, чувствовали себя замечательно.
Удивительные способности рыб
Но, давайте вернемся к тому, что большую часть времени рыбы проводят в холодной воде, на глубине около 1500 метров. В ходе изучения организмов рыб, ученые выяснили, что превращению их тел в глыбы льда препятствуют специальные белки, именуемые как гликопротеины. Еще в середине XX века ученые выяснили, что эти вещества тормозят процесс замерзания жидкостей в 200–300 лучше, чем соль, которой зимой покрывают дороги городов нашей страны. Это своего рода антифриз, который и позволяет рыбам выдерживать экстремально низкие температуры.
Нототениевидных рыб насчитывается около 156 видов
Спасающие жизни рыб белки действуют не только внутри их организма, но оказывают на воду внешнее влияние. В ходе научной работы исследователи выяснили, что при наличии гликопротеинов в крови рыб, окружающие их тела молекулы воды начинают двигаться медленнее, что предотвращает образование кристалликов льда. То есть, рыбы не имеют риска превратиться в глыбы льда — это просто невозможно.
Взаимодействие рыб и воды — гораздо более сложный процесс, чем предполагалось ранее
Теплокровные рыбы
Но стойкостью к холодным водам обладают далеко не все рыбы. Одна из них — единственная в своем роде теплокровная рыба красноперый опах (Lampris guttatus). В начале статьи я упомянул, что все рыбы являются холоднокровными и температура их тела напрямую зависит от температуры воды. Так вот, красноперый опах — исключение из этого правила. В 2015 году американским ученым удалось выяснить, что температура их тела обычно на 5 градусов выше температуры воды. А все потому, что эта рыба непрерывно подогревает себя, активно двигая своими плавниками. А сохранению тепла внутри тела способствует их толстый жировой слой.
Длина тела красноперого опаха может достигать двух метров
На тему необычных обитателей мирового океана также советую почитать материал о самых страшных рыбах нашей планеты. О некоторых из них вы уже хорошо знаете — например, вы наверняка видели фотографии рыбы-капли. Посмотрев на нее можно подумать, что это самое грустное создание в мире. Но вы еще вряд ли знаете о существовании рыбы-луны, морского тряпичника и других созданий, так что приступайте к чтению прямо сейчас!
Какие свойства льда способствуют сохранению жизни водных растений и животных зимой
Ответ или решение 2
Лед обладает несколькими свойствами, которые отличают его от воды и позволяют выжить водным растениям и животным зимой.
Плотность льда ниже плотности воды. Это позволяет ему находится на поверхности воды.
Лед является хорошим теплоизолятором. Он не пропускает низкую температуру к воде позволяя, ей сохранять температуру +4 градуса по Цельсию.
Общеизвестно, что вода замерзает и превращается в лед при отрицательных температурах. Поэтому, на большей части России в зимнее время водоемы покрываются слоем льда. При этом, несмотря на сильные морозы, подо льдом сохраняется жизнь. Водные растения и животные не умирают. Они переживают зиму и продолжают благоденствовать с теплый период.
Свойства льда, защищающие растения и животных
Важно понимать, что именно свойства льда защищают водные растения и животные. При отсутствии таких свойств они были бы поставлены в более экстремальные условия выживания. Рассказать о данных свойствах льда можно следующим образом:
Стандартной температурой воды подо льдом является показатель в +4 градуса. Водные растения и животные приспособились к такой температуре и отлично себя чувствует. Лед защищает воду и ее обитателей от морозов. Он не дает замерзать еще большим объемам воды, поскольку находится на поверхности и препятствует проникновению внутрь холодного воздуха.
В чем опасность льда
Помимо защиты растений и животных, лед представляет собой и опасность для них. Растениям и животным необходим кислород. Если же они живут в закрытом водоеме или в водоеме с малым течением, то зимой притока кислорода нет. Соответственно, кислородное голодание ставит под угрозу выживание обитателей водоема, особенно рыб и животных. Поэтому, так важны лунки или полыньи, которые позволяют кислороду проникать в толщу воды. Это становится залогом выживания водных обитателей, которые получают возможность получать кислород из воды.
Урок химии в 8 классе «Вода»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Цель урока: учащиеся придут к заключению о свойствах воды, ее особенностях, нахождении в природе.
Активизировать все знания о воде, полученные при изучении свойств воды,
продолжить формировать представления о важнейших классах неорганических соединений: кислотах и основаниях.
Записывать уравнения реакций воды с активными металлами, оксидами металлов и неметаллов.
Создать условия для развития умения анализировать, сравнивать, обобщать, находить существенные признаки понятий.
Содействовать развитию представлений учащихся о типах химических реакций, умения применять знания полученные ранее.
Основные понятия: Гидроксид металла, основание, гидроксильная группа, кислоты.
Планируемые результаты обучения: Уметь составлять уравнения реакций воды с некоторыми металлами и оксидами металлов и неметаллов.
Демонстрации: Взаимодействие воды с натрием, оксидом фосфора(V), оксида кремния
Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.
Формы организации работы на уроке: индивидуальная, фронтальная, групповая.
Методы: словесные (беседа, рассказ), наглядный (демонстрация слайдов, опытов), практический (групповая работа).
Оборудование: интерактивная доска, слайды, карточки с заданием, оборудование для выполнения опытов.
2.Обобщение знаний: Целью данного этапа является приведение к системе знаний учащихся о нахождении воды в природе, физических и химических свойствах, значении воды в природе и жизни человека. Здесь использованы словесные, наглядные методы, дополнительные материалы – сообщения учащихся.
Учитель: Как алфавит начинается с буквы А так и жизнь начинается с воды. Вода содержится в каждом человеке, животном и растении. Жизнь не возможна без воды.
Учитель: Обратимся к слайдам. Рассчитайте сколько воды в вашем теле?
Ученики считают, выборочно спросить учащихся ответы
Учитель: О составе воды написал Ефим Ефимовский
Из атомов мир создавала природа
Два атома легких взяла водорода,
Прибавила атом один кислорода
И получилась частица воды,
Море воды, океаны и льдины…
А что же представляет собой вода?
Ученик: При нормальных условиях вода – жидкость. Не имеет запаха, цвета, вкуса, прозрачна, неядовитая. При +100 0 С кипит, при 0 0 С – замерзает. При охлаждении плотность воды увеличивается, пока температура не достигнет +4 0 С, затем плотность снова становится меньше. Поэтому в больших водоемах вода с температурой +4 опускается на дно, а более холодная находится ближе к поверхности. Это свойство воды позволяет рыбе зимовать в замерзших водоемах. Лед имеет меньшую плотность, чем жидкая вода, т.к. его кристаллическая решетка содержит пустоты. Поэтому зимой лед находится на поверхности воды, что очень важно для обитателей водоемов зимой. Так же вода обладает большой теплоемкостью, поэтому она медленно нагревается и медленно остывает. Благодаря этому водные бассейны регулируют температуру на нашей планете.
Учитель: Обратимся к слайдам. Вспомним физические свойства воды. Ученик комментирует слайды.
Учитель: Для подтверждения свойств воды, я предлагаю вам выполнить лабораторные опыты. Для выполнения опытов вспомним технику безопасности.
3. Выполнение опытов: (в группах).
Деление на группы. Разделить по способу «Дерево» (выбрать по одному, а потом каждый себе в группу)
Какова прозрачность воды?
Подумайте, как можно проверить прозрачность воды? Какой можно поставить опыт?
В стакан с водой опустите ложку. Видна ли она? О каком свойстве воды это говорит?
На столе у вас лежат цветные полоски бумаги. С их помощью мы определи цвет воды. Приложи и сравни цвет воды и цвет каждой полоски.
Можно ли сказать, что вода синяя? Зеленая? Желтая? Красная? Белая? (Нет. Цвет воды не совпадает ни с одной из полосок).
Как видите, вода не окрашена ни в один из этих цветов. Какой же цвет воды?
Что можно заметить? О чем говорит этот опыт? (Вода растворила кристаллы соли и сахара, а часть мела и глины осела на дно).
А можно ли очистить воду с примесями песка и глины?
Приготовьте стакан с мутной водой, чистый стакан, воронку, стеклянную палочку и фильтр.
Вывод: не растворившиеся вещества остаются на фильтре, а вода проходит через него.
Когда мама печет пироги, аппетитный запах ты почувствуешь за дверями квартиры. Тонкий аромат издают духи, цветы.
А чем пахнет чистая вода? Понюхай ее и сделай вывод.
Вывод: вода не имеет запаха.
Что произойдет с водой, если ее вылить из посуды? (Она растекается в разные стороны).
Что будет происходить с этой водой, если наклонить эту поверхность? (Вода стекает под уклон).
Можно ли воду из одного стакана перелить в другой?
Во всех этих случаях появляется одно и то же свойство воды.
Именно этим свойством мы пользуемся, когда умываемся, пьем чай.
В конце лабораторных опытов каждая группа рассказывает о результатах проделанных опытов.
Учитель: Посмотрим видеопыты взаимодействия воды с натрием и оксидами неметаллов.
Каждая группа записывает химические реакции в тетрадь, затем каждая группа проводит растворение оксида кальция в воде
После этого записывает ученик у доски. Делает вывод о химических свойствах воды.
4.Закрепление: Задание – игра «Удивительная цифра». Обвести верные ответы кружком (у учащихся карточки)
1. Формула воды – Н2О.
2. Относительная молекулярная масса воды равна 18
3. Тип химической реакции образования воды из простых веществ – реакция соединения.
4. Речной песок хорошо растворяется в воде.
5. Соль можно выделить из раствора фильтрованием.
6. Вода – хороший растворитель.
7. Чтобы выделить соль из раствора, его необходимо выпарить.
8. Вода – летучая жидкость
9. Вода взаимодействует с активными металлами.
10. В воде растворяется железный гвоздь.
11. Вода имеет вкус и запах.
12. Вода не имеет вкуса и запаха.
13. Вода может существовать в трех агрегатных состояниях.
14. Процесс растворения – это физическое явление.
15. Взаимодействие активного металла натрия с водой – это химическое явление.
4. Закрепление: Изготовление кластеров.
Каждая группа на листе в форме капли пишет, рисует свои мысли на тему бережного отношения к питьевой воде.
2. Понравился ли тебе сегодняшний урок? Чем?
3. Насколько трудным был сегодняшний урок?
Домашнее задание: подготовить сообщение на тему «аномалии воды»
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Без кислорода и подо льдом. Почему зимой происходят заморы рыбы?
Затяжная холодная зима почти всегда сопровождается замором рыбы. Однако не все подводные жители в одинаковой мере чувствительны к низкой концентрации кислорода. Самыми стойкими являются линь, карась, ротан и вьюн. При неблагоприятных условиях они зарываются в ил, впадают в спячку и пережидают негативный период до начала весны. Наиболее чувствительными к кислороду рыбами считаются: лососевые, судак, щука, окунь, жерех, голавль.
Замор рыбы зимой – крайне негативное явление. Поначалу подводные жители начинают испытывать кислородное голодание. Они становятся вялыми, мало двигаются, перестают питаться. Рыболовы, которые вылавливали обессиленных особей, отмечают следующие внешние признаки: учащенное дыхание, мутные глаза, бледность жабр и слизистой оболочки рта.
Своевременно выявить замор поможет зимняя рыбалка. Истинные рыбаки, не теряют времени и в любое время года – они стремятся на водоем в оттепель и даже в стужу. Но ловля рыбы в замор может негативно отразиться на улове, поэтому лучше своевременно выявить трагедию и предотвратить ее.
Просим Вас не оставаться равнодушными и вместе направить наши усилия на защиту природы Республики Беларусь.
Оперативные и актуальные новости Гродно и области в нашем Telegram-канале. Подписывайтесь по ссылке!
М.Ю. Горбач, заместитель начальника отдела государственного контроля
Жизнь подо льдом или как зимуют подводные обитатели
С наступлением зимы в водных системах происходят значительные изменения, влияющие на поведение подводных обитателей.
В средней полосе России фенологическая (природная) зима наступает обычно с середины ноября. К этому времени заканчивается столь нелюбимый рыболовами период “межсезонья” с его перепадами атмосферного давления и температуры, чередованием заморозков и дождей, капризами многих видов рыб. Почитатели зимней рыбалки считают собственно зимой временной отрезок с момента образования устойчивого ледового покрова до распаления льда (с середины ноября по конец марта). Иногда ледовый покров на водоемах появляется на месяц-полтора позже начала календарной зимы (где-то в начале-середине января). Чаще это происходит в южных районах России. В некоторых регионах СНГ на реках и озерах вообще не устанавливается ледовый покров и разница между затянувшейся осенью и незаметно наступившей зимой практически незаметна.
ЛЕДОВЫЙ ПОКРОВ, ОСВЕЩЕННОСТЬ И ПОВЕДЕНИЕ РЫБ
Значение света в жизни животных трудно переоценить. Свет “господствует” над всеми другими экологическими факторами. Ни один фактор среды не претерпевает таких изменений, как освещенность: в течение суток ее интенсивность изменяется в десятки миллионов раз (от сотен люксов до десятитысячных долей люкса).
На протяжении осени и начала зимы происходит постепенное уменьшение светлого периода суток: в ноябре долгота светового дня в среднем не превышает 9 часов 10 минут. Установление ледового покрова, выпадение снега, преобладание пасмурных дней еще больше снижает освещенность водоемов. Долгие четыре месяца в подводном царстве властвует полутьма…
Интересно поведение рыб в начальный период зимы. Многие виды теплолюбивых рыб (сазан (карп), карась, линь, белый амур) еще в октябре-ноябре собираются в огромные стаи и отправляются на так называемые зимовальные ямы. В полу-оцепенении, практически не двигаясь, они проведут здесь около трех месяцев (до конца февраля). Сазаны стоят на глубине очень плотно, порой до 15-20 особей на 1 м3, рядом находятся жерехи, язи, лини. При больших морозах с ними соседствуют и лещи, но с переменой атмосферного давления и при ослаблении морозов стаи лещей покидают зимовальные ямы и “разбредаются” по водоему в поисках корма.
Опровергая общепринятую точку зрения о местоположении зимней “лежки” сомов, речные великаны занимают места около зимовальных ям – на выходах из глубин, границах ям и повышений дна. Такое размещение усатых хищников объясняется тем, что в самой яме уже спустя месяц после образования ледового покрова резко изменяется кислородный режим, что эта рыба в отличии от “толстокожего” сазана (карпа) тяжело переносит.
Окуни, щуки, судаки после осеннего ската на более глубокие места (уход от высокой прозрачности воды и значительной освещенности) с установлением ледового покрова возвращаются на места сентябрьских охот. Тем более, что плотва, карась серебристый, верховка и уклейка за редкими исключениями, практически не уходят с облюбованных еще летом мест обитания.
Появление ледового покрова вносит свои коррективы в поведение хищных рыб. Различают такое разделение хищников по отношению к свету: окунь считается сумеречно-дневным хищником, щука – сумеречным, судак – глубокосумеречным.
Осенью окуни и щуки питаются круглосуточно: днем охотятся за добычей из засады, в сумерках и на рассвете выходят на открытую воду и преследуют жертв. “Сумеречное” питание хищников происходит при освещенности от сотен до десятых долей люксов (вечером) и наоборот (утром).
В сумерках и в предутренние часы у окуня и щуки функционирует дневное зрение с максимальной остротой и дальностью видения, а плотные оборонительные стаи рыб-жертв начинают распадаться, обеспечивая удачную охоту хищникам. С наступлением темноты отдельные рыбешки рассредоточиваются по акватории, верховка и уклейка при падении освещенности ниже 0,01 лк опускаются на дно и замирают. Охота хищных рыб на это время прекращается.
В начале зимы ситуация подо льдом меняется. Полутьма “на руку” именно сумеречным хищникам, которые в первые дни установления ледового покрова устраивают деморализованным жертвам “Варфоломеевскую ночь”. Хищным рыбам уже не надо распределять время своей охоты на раннее утро и вечерние часы. Так начинается и продолжается (обычно не очень долго) знаменитый жором хищника “перволедок”.
Кстати, зимой резко снижается реакция рыб-жертв на угрозу, верховки и уклейки намного слабее реагируют на “запах страха”, выделяемый товарками при схватывании их хищником.
При поиске хищника на обширных водоемах совсем необязательно искать его на ямах и в коряжниках. Намного чаще его можно обнаружить близ участков льда, свободных от снега: слабый, рассеянный свет, проникающий на глубину, на протяжении всей зимы привлекает столь любимых судаком уклейку и верховку.
Очищенные от снега участки льда привлекают также и молодь окуней, которая собирается у тускло освещенного места “твердой поверхности” водоема через 15-20 минут. Подводные исследования показали, что влечение к слабому свету испытывают и взрослые окуни, которые подходят чуть позже молоди. Причем, в отличие от “недорослей”, горбачи избегают освещенного участка и барражируют вокруг него в темноте.
ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ И ПОВЕДЕНИЕ РЫБ
Температура водной среды – самый значительный природный фактор, который прямо воздействует на уровень обмена веществ пойкилотермных (несколько неудачный термин-синоним – “холоднокровных”) животных, к которым относятся и рыбы.
Всех рыб по диапазону температур, при котором возможна их нормальная жизнедеятельность, разделяют на теплолюбивых (плотва, сазан (карп), карась, линь, растительноядные виды (толстолобики, белый амур), осетровые и прочие) и холодолюбивых (ручьевая форель, сиги, лосось, налим и др.).
Обмен веществ у первых представителей наиболее эффективен при высокой температуре. Они наиболее интенсивно питаются и активны при температуре +17-28С, при понижении температуры воды до +17С их пищевая активность ослабевает (а зимой у многих видов вообще прекращается). Предзимье и всю зиму они проводят в малоподвижном состоянии в глубоких местах водоема.
Для холодолюбивых рыб оптимальные температуры +8-16С. Зимой они активно питаются, а их нерест происходит в осенне-зимний период.
Известно, что к похолоданию и снижению температуры воды рыба “привыкает”, перестраивая свой метаболизм только за 17-20 суток. При снижении температуры воды с +12 С до +4 С у хариуса, например, величины энергозатрат уменьшаются на 20%.
С понижением температуры воды увеличивается растворимость кислорода, поэтому зимой насыщенность воды кислородом достаточно высока.
При длительном понижении температуры воды рыбы должны располагать не только достаточным запасом жира как энергетического материала, но и в течение этого периода сохранить нормальный обмен веществ.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов