Роль кисню в життєдіяльності риб

Всі риби дихають розчиненим у воді киснем, тому його зміст для них має вирішальне значення. Дихати водним тваринам значно важче і не тільки тому, що у воді в 21 разів менше кисню, але й тому, що вода щільніша повітря в 800 разів.
Пелагічні, річкові та холодолюбиві риби більш вимогливі до кисню, ніж донні.
Кисень необхідний рибам для забезпечення аеробного енергообміну в індивідуальному розвитку, і вони можуть обходитися без нього найкоротший час тільки на ранніх стадіях. Гліколіз у риб найчастіше має місце в зрілих статевих клітинах і в ембріонів, тобто на самому початку становлення нових організмів.
У переважній більшості риби використовують кисень, розчинений у воді, і лише деякі види здатні додатково використовувати атмосферний кисень.
По відношенню до кисню риб ділять на такі групи:
потребують високому вмісті кисню (7-12 мг / л), при зниженні його вмісту до 5-6 мг / л дихання неможливо (форелі, сиги);
потребують високому вмісті кисню (5-8 мг / л), але витримують його зменшення до 5 мг / л (численна група прісноводних риб: харіус, підуст, піскар, минь);
менш вимогливі до вмісту кисню, легко переносять його зменшення до 5 мг / л (окунь, короп, плітка, щука);
задовольняються вмістом кисню в 2,0-0,5 мг / л (лин, сазан, карась).
Морські риби більш чутливі до зниження вмісту кисню, ніж річкові, і задихаються при зменшенні його змісту до 60-70% норми (Котляр, 2007).
Споживання кисню рибами залежить від виду, віку, рухливості, щільності посадки, фізіологічного стану і солоності води.
Молодь риб більш чутлива до вмісту кисню, ніж старші вікові групи.
Рухливі риби більше споживають кисню, ніж малорухомі.
Перед нерестом споживання кисню рибами зростає на 23-30% в порівнянні з іншими періодами.
У холодній воді кисню розчиняється більше, ніж в теплій, отже, при низьких температурах риба потребує меншої кількості гемоглобіну.
Рибам шкідливий не лише брак кисню, але і його надлишок який викликає анемію і задуха.
Збагачення води киснем відбувається в основному двома шляхами: продукуванням кисню фтосінтезірующімі рослинами і надходженням його з атмосфери. Витрачається кисень на забезпечення процесів життєдіяльності гідробіонтів і окислення органічних і мінеральних речовин. Отже, будь-які дії на водойму, які знижують продукування кисню або збільшують його витрати, можуть принести до порушення кисневого режиму водойми, до виникнення в ньому короткочасного або тривалого дефіциту.
Навіть у нормальних умовах концентраціяя розчиненого кисню у прісних водоймах зазнає значних змін залежно від інтенсивності фотосинтезу і ступеня насичення води повітрям. У теплих поверхневих шарах, де фотосинтез йде особливо інтенсивно, концентрація кисню, як правило, вище, ніж у більш глибоких шарах. У морях і океанах, де перемішування більш ефективно, концентрація кисню і вуглекислого газу більш постійна, ніж у прісних водоймах.
Істотний вплив на рівень насичення води киснем надає температура, оскільки з її змінами змінюється величина розчинності кисню. За інших рівних умов розчинність кисню в прісній воді вище, ніж в солоній.
Крім температури і солоності, на вміст кисню у воді впливають сезонні і добові зміни інтенсивності фотосинтезу водяних рослин, особливості динаміки споживання кисню рибами та іншими водними тваринами, кількість перебувають у воді легко окислюється органічних і мінеральних речовин, сезонні особливості поглинання кисню поверхневими шарами води з повітря . Внаслідок цього у водоймі мають місце сезонні і добові коливання концентрації розчиненого у воді кисню.
Короткочасні добові зміни концентрацій кисню у воді становлять для риб меншу небезпеку, ніж більш тривалі сезонні зміни. Взимку, внаслідок утворення крижаного покриву, що перешкоджає надходженню кисню з повітря, вміст розчиненого у воді кисню в багатьох водоймах знижується до 50-25% норми в порівнянні з літнім періодом.
Дефіцит кисню приводить до масових заморам риб, нерідко замори виникають влітку, головним чином уночі, через посиленого споживання кисню водяною рослинністю або при масовому відмиранні водоростей, найчастіше за все в слабо проточних водоймах.
Ще більш істотний вплив на кисневий режим водойм надають забруднення, що надходять з промисловими, сільськогосподарськими та побутовими стічними водами. Більшість стічних вод, поряд з прямим токсичним впливом на рибу, викликає різкий дефіцит розчиненого у воді кисню, що веде до збіднення кормової бази і зникнення оксифільних видів риб (Котляр, 2007).
Близько половини всіх випадків масової загибелі риб в забруднених водоймах обумовлено різким дефіцитом розчиненого у воді кисню, у зв'язку з посиленим його витратою на окислення органічних забруднень.
Стійкість риб до дефіциту кисню визначається глибиною і тривалістю наступили змін, температурою води, її хімічний склад, видовими і віковими особливостями риб.
Інтенсивність споживання рибою кисню знаходиться в прямій залежності від температури води. При низкїх температурах потреба риб в кисні менше, ніж при високих.
Чутливість риб до нестачі кисню у холодолюбивих риб значно вище, ніж у теплолюбних (коропових, окуневих), а стійкість, навпаки, у теплолюбних вище, ніж у холодолюбивих, хоча розрив між граничним напруженням кисню, що викликає загибель і критичним, при якому настає реальне гноблення дихання і зниження споживання кисню, надзвичайно малий, що робить риб більш уразливими при різкій зміні кисневого режиму.
Риби здатні виживати при концентрації кисню нижче рівня нормального насичення. Тривалість виживання визначається ступенем зниження вмісту кисню: чим істотніше відхилення, тим менший час виживання і, навпаки, чим менш значні зміни концентрації кисню, тим довший час виживання в дискомфортних умовах.
Хоча риби і здатні переносити низькі концентрації кисню більш-менш тривалий період не гинучи, майже будь-яке зниження вмісту кисню нижче рівня насичення негативно впливає на ріст і відтворення та інші фізіологічні функції риб. Особливо велике негативний вплив знижених концентрацій кисню на ранніх етапах розвитку та росту риб.
При недостатньому вмісті кисню виникають різні порушення в будові зародків риб. При зниженні кисню у воді, мальки не можуть заповнити плавальний міхур повітрям, піднятися на плав і почати харчуватися. При цьому вилупилися личинки мають меншу масу і розміри в порівнянні з личинками, розвиток яких проходило при нормальному насиченні кисню. Подальше зниження концентрації кисню закінчується загибеллю всіх зародків ще до завершення інкубації.
Низький вміст кисню у воді (0,5-3,0 мг / л) надає згубну дію на більшість видів риб. При вмісті у воді розчиненого кисню нижче 4 мг / л багато промислові види риб відчувають труднощі в диханні, а у лососевих і осетрових пригнічення дихання може настати навіть при концентрації кисню нижче 6 мг / л.
Велику загрозу для життя риб представляють стічні води, що містять швидко і повільно окислюються речовини, які досить інтенсивно поглинають кисень, викликаючи тим самим зниження його вмісту в водоймах. Особливо небезпечні в цьому відношенні господарські стічні води і стоки харчових підприємств (м'ясокомбінатів, цукрових і картофелекрахмальних, винокурних, дріжджових) і шкіряних заводів. Велика кількість органіки тваринного і рослинного походження в стічних водах цих підприємств, як правило, позбавлених специфічних токсичних властивостей, веде до відкладення їх на дні та формування донних відкладень. Органічні донні відкладення зіременем піддаються процесам гниття, бродіння і окислення. Ці процеси пов'язані з витрачанням величезної кількості кисню, що призводить до різкого зниження його вмісту у воді. Не меншу небезпеку становлять органічні стічні води зі специфічними токсичними властивостями, що скидаються шкіряними та целюлозно-паперовими підприємствами. Вони також викликають дефіцит кисню за рахунок посиленого його споживання на біохімічні і окисні процеси.
Дефіцит кисню в забрудненому рибогосподарському водоймі може виникати внаслідок пригнічення фотосинтетичних процесів у водоймі. Показовими в цьому відношенні забруднення водойм нафтою і нафтопродуктами.
Вони утворюють на поверхні водойми плівку, що перешкоджає нормальному газообміну між водою й атмосферою. Одна тонна нафти дає плівку в 10 км2.
Одночасно з цим нафтова плівка утрудняє доступ сонячних променів до фітопланктону, пригнічуючи тим самим фотосинтез. Нафта і нафтопродукти піддаються біохімічному окислюванню з інтенсивним витрачанням кисню, що веде до його дефіциту у водоймі.
Нафта і нафтопродукти в кількості 15 мг / л абсолютно смертельні для всіх живих істот, викликаючи параліч дихальних нервів.
Зниження фотосинтезу фітопланктоном і поверхнево-активні речовини (ПАР), деякі важкі метали, багато пестициди.
Багато гербіциди та альгіциди справляють гнітюче дію на процеси фотосинтезу нижчих і вищих водних рослин, знижуючи тим самим утворення кисню і його вміст у водоймі.
Нульове вміст кисню відзначається при вступі гербіцидів (монурон і діурон) у водойми з великою біомасою макрофітів або при інтенсивному розвитку синьо-зелених водоростей. Масовий розвиток синьо-зелених водоростей і їх подальше відмирання і розкладання, пов'язане з величезним витратою кисню, також ведуть до його дефіциту у водоймі і можуть бути однією з причин загибелі риб в квітучих водоймах.
Рибам шкідливий і надлишок кисню. При перенасичення води газами, риба також перенасичується газами. При цьому виділення газових бульбашок відбувається в тканинах риб. Пухирці рвуть шкіру і плавники, видавлюють очі, закупорюють кровоносні судини.
Перенасичення води киснем спостерігається у водоймах при сильному освітленні і потужному розвитку зелених водоростей.

Баклашова Т.А. Іхтіологія.

Котляр О.А., Мамонтова Р.П. Курс лекцій з іхтіології.