ГИДРОБИОЛОГИЯ

ГИДРОБИОЛОГИЯ (от греч. hydor—вода, bios—жизнь и logos—наука), ветвь биологии, изучающая образ жизни организмов в связи с условиями водной среды.— Главнейшие этапы развития. Г. как самостоятельная научная дисциплина со своими специальными методами исследования является сравнительно молодой наукой, основные задачи которой были впервые формулированы в 1880 г. в известной книге профессора Земпера (Semper)—«Na-tiirliche Existenzbedingungen der Tiere». Ho еще до выделения Г. в самостоятельную дисциплину зоологи и ботаники накопили громадный материал по анатомии, истории развития, систематике и географическому распределению морских форм. Хотя большинство этих фактов было получено без строгого учета по отношению к водной среде, тем не менее эти факты представляют громадный капитал, к-рым широко поль- зуется и Г. Очень быстрому развитию Г. содействовало, с одной стороны, устройство морских и пресноводных биологич. станций (в первую очередь здесь нужно поставить основанную А. Дорном в 1870 г. Неаполитанскую зоологическую станцию), с другой стороны—снаряжение крупных глубоководных экспедиций. С 1872 г. по 1876 г. английская экспедиция на судне «Челлен-джер» во главе с В. Томсоном собрала громадный материал по морской фауне и вместе с тем окончательно доказала наличие жизни во всех глубинах, вплоть до известной в то время глубины в 9.644 м. Гидробиологическое изучение пресных вод началось с 1874 г., когда Ф. А. Форель (Forel) впервые детально изучил Женевское озеро и открыл в нем также глубинную фауну, отчасти состоящую из реликтов ледникового периода. Совершенно неожиданные и крайне интересные приспособления (органы свечения, глаза-телескопы, отсутствие глаз, длинные щупальцы и мн. др.) глубоководных обитателей (см. Биологический анализ) к своеобразным условиям окружающей их среды, ставшие известными благодаря целому ряду экспедиций (кроме упомянутой экспедиции «Челленджера», французской на судне «Талисман», америк. на судне «Альбатрос», а особенно—германской на пароходе «Вальдивия» в 1898—99 гг. во главе с К. Куном), являются объектом исследования гидробиологов конца XIX века и начала XX века. Эти экспедиции дали неисчерпаемый материал для изучения морфологии животных и растений и приспособлений в их организации для различных условий их жизни в воде, а также для распределения как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях. Одним из результатов этих исследований является констатирование т. н. биполярности морских форм. Сущность этого явления заключается в том, что целый ряд организмов встречается только в арктической и антарктической зоне и нигде в промежутке. Объяснение причины этого явления было дано Пфефером (1891), к-рый доказал, что это своеобразное распределение является следствием как геологических изменений климата, так и распределения температуры в океане. Новую эру в Г. создали выработанные В. Гензеном (V. Hensen) и его школой (Ломан, Апштейн) методы количественного и качественного изучения планктона, под которым Гензен понимает «все то, что несется в воде», в противоположность организмам, прикрепленным или движущимся по дну (бентосу), и тем, к-рые самостоятельно передвигаются в воде («нектон», по Геккелю) Изучение планктона стало центром внимания гидробиологов с 1889 г. В этом году во главе с Гензеном работала планктонная экспедиция, изучавшая как распределение, так и качественный и количественный состав планктона в Атлантическом океане. Определение количеств планктонных организмов сыграло громадную роль в изучении биологии мелких организмов (водорослей, ракообразных, моллюсков и др.), т. к. позволило изучить их распределение не только в вертикальном, но и горизонтальном 78Ф направлениях,их суточную миграцию и т. д. Эти методы сыграли также огромную роль в практическом отношении, т. к. дали возможность установить количество живого белкового вещества в определенном объеме воды данного бассейна или, другими словами, определить его кормность для рыб и других промысловых водных животных. Изучение нектона, к к-рому относится большинство рыб, а также водные млекопитающие, как киты, дельфины, тюлени, началось гораздо раньше, гл. обр. с 50-х гг. (Кеслер, Бэр и Данилевский). В виду большого экономического значения рыболовства и наблюдающегося уже некоторое время уменьшения количества наиболее важных промысловых рыб, в 1902 г. государства, расположенные вдоль североевропейских морей (Англия, Германия, Бельгия, Дания, Голландия, Норвегия, Швеция, Россия), объединились и организовали «Постоянный международный совет для исследования моря». Трудами этого «Совета» чрезвычайно детально исследована жизнь (особенно рыбы) этих морей.—Начиная с 1911 г., количественный метод исследования распространяется на население бентоса, т. к. с этого времени Петерсен (С. G. J. Petersen) стал применять дночерпатель (см. Биологический анализ), позволяющий определить количество населения определенной площади дна. Современные задачи Г.Основной задачей Г. является' изучение влияния водной среды на организацию живущих в ней организмов и закономерностей, по которым происходит заселение водных пространств (Ломан). Разделение Г. на пресноводную и морскую, чистую и прикладную вызывается скорее практич. удобством расположения материала, чем существенными различиями в методах и задачах исследования. По методу же и задачам Г. разделяют (Hentschel) на три отдела: монобио-тику (влияние среды на отдельные индивидуумы или виды), ценобиотику (влияние среды на отдельные сообщества) и голобио-тику (влияние среды на распределение органической жизни как целого в водной среде). — Монобиотика имеет задачей выяснить как морфологич. и физиологич. свойства отдельных индивидуумов в зависимости от свойств воды (ее солености, газов, света, тепла, давления), так и влияние тех же факторов на жизнь целых видов (дыхание, питание, размножение и развитие). Так, иод влиянием разных концентраций солей изменяется форма организмов. Шманкевич в 70-х гг. описал изменения в форме тела у рачка Artemia salina, происходившие от воздействия на рачков воды разной солености. Повторенные недавно Гаевской опыты показали, что эти рачки действительно являются чрезвычайно приспособленными к изменениям условий среды и реагируют на них изменением формы тела. Детальные исследования нек-рых водоемов северной Европы показали, что в них нередко встречаются организмы не местного происхождения, являющиеся здесь реликтами (морскими или ледниковыми) или же иммигрантами, т. е. активно проникшими сюда. Экмаи (Sv. Ekman) показал, что ряд таких мор- ских реликтов (Mysis relicta, Chiridota. entoraon, Limnocalanus Grimaldii) морфологически и биологически отличается от своих ближайших родственников, живущих в морях. По некоторым рекам (Волга, Дон, Днепр, Дунай) такие морские выходцы, как моллюск Dreissensia polymorpha, ра,чок Corophium curvispinum, проникли,. прикрепленные к судам, в верховья этих рек, а по каналам—даже и в соседние бассейны, в реки бассейна Балтийского и Немецкого морей.—Питание водных организмов представляет одну из главных проблем гидробиологии. Имеются ценные данные с» составе, способах приема и использования пищи. Главной пищей водных животных являются принимаемые ими извне различной формы растения и животные и продукты их распада (Ломан, Вольтерек и др.). Кроме этого, однако, нек-рую роль в питании играют, видимо, также и растворенные в воде органические вещества, принимаемые всей поверхностью тела животного (Putter, а за последнее время Krizenecky и др.), но являющиеся лишь подсобным, а не единственным видом питания. Ценобиотика, или изучение влияния среды на целые общества или биоценозы, другими словами—сравнительное изучение действия среды на ряд организмов, находящихся в одних и тех же условиях. Результат действия среды находят в явлениях конвергенции, а именно, в образовании одинаковых приспособлений для одних и тех же целей в совершенно различных группах. Такими конвергентными явлениями нужно считать, например, образование одинаковых приспособлений у разных групп животных. Так, образование жировых включений позволяет держаться в подвижном состоянии (медуза Physalia, радиолярия Sphaerozoum). Живущие па поверхности воды водомерки (полужесткокрылые), водные пауки активно двигаются благодаря тому, что их тонкие конечности с пучками волос на конце не смачиваются водой. У различных обитателей планктона находят замечательные приспособления к жизни во взвешенном состоянии. Почти все они прозрачны и, кроме того, начиная от водорослей и кончая яйцами и личинками рыб, снабжены теми или иными приспособлениями, посредством которых они держатся в воде. При этом наблюдается, что, в зависимости от внутреннего трения воды, ее «вязкости» (к-рая, как известно, меняется в зависимости от t° и хим. состава воды), изменяется и форма данного планктонного организма. Оствальд (Ostwald) дал такую-формулу: быстрота погружения= остаточный вес сопротивление формы х внутр. трение воды ' т.е. при увеличении относительной поверхности организма, падении температуры или повышении солености способность к «парению» данного организма увеличивается,. и наоборот. К этому отделу Г. относится также и изучение жизни водных сообществ, или биоценозов. Уже в 1877 году Мебиус (Mobius) описал биоценоз устричных банок. В наст, время весьма интенсивно изучаются" биоценозы, наблюдаемые на различных вод- ных биотопах (см. Биоценоз). Установлена I зависимость биоценозов от условий среды. Большое внимание уделяется активной реакции воды, представленной в виде концентрации водородных ионов (см.), зависящей, гл. обр., от содержания в воде карбонатов, СО_г и гуминовых кислот (Бреслау, Аткинс, Скадовский). Для нек-рых биоценозов план- \ ктона установлен факт суточных миграций в зависимости от света (Рутнер). Активный переход нек-рых представителей нектона, гл. обр. рыб, из моря в реки представляет большой интерес для гидробиологов.—Население бентоса распадается на ряд биоценозов, в зависимости от состава дна, глубины, движения воды. В каждом из биоценозов находят различного рода приспособления к окружающей среде. Своеобразные биоценозы наблюдаются на различных находящихся в воде предметах (судах, сваях и др.). Составляющие эти обрастания орга- j низмы приспособлены к резким движениям ! воды и требуют для своего существования большого содержания в воде кислорода. Биоценозы водной поверхности приспособлены к жизни в поверхностной пленке воды (т. н. «нейстоп»: различные водоросли, простейшие и др.) и к плаванию в поверхностном слое воды—медузы Physalia, Velella, растения Lemna, Salvinia и другие (так называемый «плейстон»). Г о л о б и о т и к а, или учение об общем распределении жизни в воде. В этом отделе изучаются распределение отдельных особей одного и того же вида, распределение видов и биоценозов, распределение организмов по месту обитания (море, открытый океан, берега, стоячие воды и т.д.), зоогео-графическое распределение морских форм. В лимнологии за последнее время много pa- \ бот посвящено изучению так наз. типоло- j гии озер. Тинеман и Науман (Thienemann, | Naumann) различают эутрофные [богатые питательными веществами, обильный планктон, незначительное содержание О на дне, личинки хирономид (двукрылых) типа Ch. plumosus и Ch. liebeli-bathophilus], олиго- | трофные (бедные питательными веществами, \ незначительно развитый планктон, б. или м. I равномерное распределение О, личинки хи- | рономид типа Tanytarsus) и дистрофные (богатые гуминовымн веществами, бедный | и своеобразный планктон, личинки типа j Ch. plumosus). Распределение наших водоемов по этим типам Тинемана и Наумана и установление новых своеобразных типов составляет предмет исследований многих гидробиологов СССР. В морях много внимания уделяется предпринятым Гензеном и с успехом еще и сейчас проводимым Брандтом (Brandt) исследованиям по обмену веществ. Выясняется зависимость между всей совокупностью планктона, нектона и т. д., т. е. всей продукцией данного водоема. В СССР за последнее время больше всего сделано в области изучения северных морей (Белое, Баренцово, Сев. Ледовитый океан), морей—■ Черного, Каспийского и Аральского, озер— Байкала, Ильменя, Глубокого, Косинских и др., рек—Волги, Днепра и др. Прикладная Г. Приложение Г. к медицине. Со времени работ Грас- си (см.) известно, что плазмодий, возбудитель малярии, передается различными видами комаров, личинки к-рых являются водными обитателями. Естественно, что борьба с этими комарами возможна только при условии знания их биологии. Благодаря совместным работам энтомологов, медиков я-гидробиологов в наст, время на Западе и в Америке, в большинстве стран, опасность заражения малярией б. или м. ослаблена. Сильные эпидемии малярии в 1922—23 гг. в СССР также обратили на себя внимание гидробиологов. В разных районах СССР тропические институты, малярийные станции, а также гидробиологические станции весьма детально изучили строение и образ жизни комаров. В тропических и нек-рых южных странах с успехом пользуются различными рыбами (гл. образом, Girardinus poeciloides, Gambusia affinis, а также карпами) для уничтожения личинок комаров (см. Малярия). Из других двукрылых гидробиологи изучают мошек (Enderlein, Wil-helmi), вредящих у нас, гл. обр., скотоводству, и цератопогонид (Ceratopogonidae), укус к-рых, так же, как и укус комаров, очень болезнен.—Паразиты человека и животных, обитающие на различи, стадиях своего развития в водных животных, детально изучаются гидробиологами. Жизнь зародышей печеночной двуустки (Fasciola hepatica) в моллюске Limnaea truncatula, ришты (Fulle-bornius medinensis)—в циклопах, кровяной двуустки (Schistosomum haematobium)—в моллюсках Bullinus contortus и др., процер-коида широкого лентеца (Diphyllobothri-um latum)—в Cyclops strenuus и Diaptomus gracilis, а плероцеркоида его же—в различных рыбах и мн. др.—выяснена за последнее время. Сюда же относятся гидробиологические исследования питьевых и сточных вод (см. также Биологический анализ, Биологический метод очистки сточных вод).— Приложение Г. к сельскому хозяйству. Рыболовство и рыбоводство: образ жизни, питание, размножение, миграции и т. д. имеющих промысловое значение рыб, методы искусственного рыборазведения, использование орошаемых полей (гл.обр. рисовых)для рыборазведения,мелиорация ильменей и других водных участков,—все это работы, к-рые в значительной своей части выполняются гидробиологами. Преподавание. Научное преподавание Г. сосредоточивается в ун-тах и высших агрономических школах. За границей читаются специальные курсы в целом ряде ун-тетов (Копенгаген, Киль, Кенигсберг, Лейпциг, Мичиганский ун-т в Ann Arbor'e, Иллинойский в Urban'е и др.) и имеются специальные гидробиологические кафедры при всех высших школах с рыбохозяйствен-иым отделением. В России первая спец. кафедра Г. была открыта в 1914 г. при отделении рыбоведения Петровской (ныне Тимирязевской) сел .-хоз. академии в Москве (проф. С. А. Зернов). До этого времени читались лишь отдельные курсы по лимнологии, планктонологии и т. п. в различных^-вузах. Недавно на физико-математических факультетах в Москве, Ленинграде и некоторых других открыты специальные циклы Г. с отдельными курсами (Г., планктон, .бентос, жизнь морей и др.). Кроме этого, курсы по Г. проводятся во время летней практики студентов на биологич. станциях. Институты и общества. В наст. время во всех культурных странах имеются спец. гидробиологич. ин-ты и станции. Неаполитанская станция в Италии (основанная в 1870 г.), английская в Плимуте (основанная в 1888 году), американская в Вудс-Голе (Woods-Hole, основанная в 1888 г.) и гельголандская в Германии (основанная в 1892 г.), на к-рых ежегодно работает более ста ученых, являются наиболее известными. В СССР гидробилогические исследования в настоящее время ведутся 46 различного типа научными учреждениями, отдельными специально снаряжаемыми экспедициями и некоторыми биол. кафедрами вузов. Гидробиол. ин-ты ведут работы: 1) чисто научные (гидробиологические исследования водоемов), 2) прикладные (сан. оценка воды, водные насекомые, передающие различные болезни, рыболовство и рыбоводство и др.), 3) учебно-просветительные (практика для студентов вузов, курсы и лекции, музеи, выставки и др.). Научные гидробиологические об-ва и объединения имеются в целом ряде стран. Исследователей внутренних водоемов объединяет Международное об-во теоретической и прикладной лимнологии, четвертый конгресс к-рого происходил в 1925 г. в СССР. В СССР, начиная с 1924 г., созываются всесоюзные гидрологические съезды; в Москве имеется общество исследователей воды и ее жизни. Большинство гидробиологических учреждений и все общества издают свои труды и журналы. Лит.: Руководства.—Л а м п е р т К., Жизнь пресных вод, СПБ, 1900; Воронков Н., Планктон пресных вод, М.,1913; Л ипнп А., Пресные воды и их жизнь, М.—Л., 1926; Никитинский Я., Микробиология воды (глава в книге: Худяков Н.. Сельскохозяйственная микробиология, стр. 276—307, М., 1926); Долгов Г. и Никитинский Я., Гидробиологические методы исследования (Стандартные методы исследования питьевых и сточных вод, М., 1927); Келлер К., Жизнь моря, СПБ, 1896; Джонстон Дж., Условия жизни в море, П., 1919; Hentschel E., Grundzuge der Hydrobiologie, Jena, 1923; Thienemann A., Die Binnengewasser Mitteleuropas, Stuttgart, 1925; Steuer A., Plan-ktonkunde, Lpz. u. В., 1910; Ward H. B. and W h i p p 1 e G. Ch., Fresh-water biology, N. Y., 1918: Needham J. G. and Lloyd J. Т., The life of inland waters, Ithaca, 1916. Сочинения об отдельных водоемах СССР.—К н и-пович Н., Гидрологические исследования в Каспийском море в 1914—1915 г., П., 1921; его же, Каспийское море и его промыслы, Берлин, 1923; Зерно в С, К вопросу об изучении жизни Черного моря, СПБ, 1913; Загоровський Н., Життя Чорного моря, Одеса, 1928; Дерюгин Н.. Фауна Кольского залива и условия ее существования, П., 1915; Берг Л., Аральское море, СПБ, 1908; В е h n i n g A., Das Leben der Wolga, Stuttgart, 1923. Периодические издания.—«Русский гидробиологический журнал», Саратов, с 1921; «Известия Государственного гидрологического ин-та», Л., с 1921; Internationale Revue der gesaraten Hydrobiologie nnd .Hydrographie, Lpz., с 1908; Archiv fur Hydrobiologie und Planktonkunde, Stuttgart, с 1905. А. Бснипг.

• ГИДРОГРАФИЯ, часть гидрологии, занимающаяся описанием вод земного шара—океанов, морей, озер, рек и т. д. Сборка гидрографического материала осуществляется посредством горизонтальной и высотной съемок, промеров глубин, определения колебаний уровня воды, направления, ...
• ГИДРОДИАСКОП, прибор для улучшения зрения при кератоконусе. Он состоит из небольшого ящика, открытого с одной стороны и снабженного стеклами-—с другой. Своей открытой стороной он прикладывается к глазам и, благодаря тому, ...
• ГИДРОКСИЛ, или водный остаток, атомная группа ОН, входящая в состав большого числа химич. соединений, например, NaOH, С2Н5ОН. Группа эта, обладая ненасыщенной валентностью, не может существовать как таковая в свободном состоянии: ...
• ГИДРОЛИЗ (от греч. hydor—вода и lysis— разделение), процессы расщепления молекул сложных хим. соединений за счет присоединения элементов воды. Следует различать Г. электролитов (гидролитическая диссоциация) и Г. органических соединений.—Г и д-ролитическая диссоциация. ...
• ГИДРОЛЯБИЛЬНОСТЬ, термин, введенный Финкелыптейном (Finkelstein) для обозначения одной из конституциональных особенностей раннего детского возраста, состоящей в чрезвычайной «лябильности», неустойчивости, клеточной воды: клетки обла- дают способностью как чрезмерно задерживать воду, так ...