Большую роль в жизнедеятельности гидробиомтов играют растения. По морфологическим и структурным особенностям их разделяют на низшие (микрофиты) и высшие (макрофиты).
Низшие растения в отличие от высших не расчленены на стебель и листья (за исключением немногих морских водорослей) и у них нет того сложного анатомического строения, которое характерно для высших.
Макрофиты
Систематика делит низшие растения более чем на 10 обособленных отделов, каждый из которых имеет самостоятельное происхождение и свой ход эволюции. К ним относят бактерии и актиномицеты, слизевики, лишайники, грибы и водоросли.
Основная особенность водорослей - способность синтезировать на свету органические вещества из неорганических. Различают 9 самостоятельных отделов (зеленые, сине-зеленые, золотистые, желто-зеленые, диатомовые, пирофитовые, эвгленовые, бурые, красные), отличающихся друг от друга по окраске, а в некоторых случаях и по строению клетки. Большинство зеленых, синезеленых и эвгленовых водорослей - представители пресных вод, красные и бурые - преимущественно морские виды.
Именно к фотосинтезирующим микроскопическим водорослям, свободно парящим в толще воды, мы относим фитопланктон.
Высших водных растений (макрофитов) во флоре РФ насчитывают около 300 видов.
Они занимают самое различное положение в систематике: здесь имеются представители мохообразных и папоротникообразных, стоящих на наиболее низкой ступени развития; всевозможные цветковые, начиная с наиболее простых групп (нимфейные и лютиковые) и кончая высокоорганизованными (колоколь-чиковые и сложноцветковые).
Макрофиты - это среда обитания важнейшей в кормовом отношении фитофильной фауны, субстрат для икрометания многих промысловых рыб, убежище и место нагула их молоди, индикаторы качества вод, удобрения.
В процессе эволюции макрофиты приобрели ряд характерных экологических особенностей. Погруженные в воду, они занимают больший объем, чем их общая масса, за счет длинных тонких стеблей и прозрачных листьев (как у рдестов) и расчлененных на мелкие нитевидные дольки (как у водяного лютика).
Воздухоносные полости и большие межклетники, которые у водных растений составляют до 70 % объема, обусловливают сильное развитие губчатой и более слабое - столбчатой тканей.
Разные группы макрофитов имеют свои признаки. Так, например, у надводных растений (жесткая растительность) над поверхностью воды выступают не только стебель и соцветия, но и листья. К этой группе можно отнести наиболее часто встречающиеся в водоемах камыш - Sciprus, тростник - Phragmites, рогоз - Typha, хвощ - Equisetum, частуху - Alisma, стрелолист - Sagittaria, водные злаки и другие.
Многие надводные растения имеют мощные корневища. Благодаря вегетативному размножению и быстрому росту они образуют сплошные заросли, которые мешают проникновению солнечного света в воду, ухудшая условия развития фитопланктонных организмов. Накопление остатков растительности ведет к анаэробным процессам разложения, заки-санию ила и заболачиванию водоема.
К собственно водным или к мягкой водной растительности можно отнести растения с плавающими листьями, которые корнями прикреплены ко дну водоема, но имеют листья и цветы, плавающие на поверхности воды. Это - рдест плавающий - Potamogeton natans с малозаметным соцветием, земноводная гречиха - Polygonum, кубышка - Nuphar, имеющая крупные желтые цветы, кувшинка - Nymphaea с плавающими белыми цветами. Кувшинки и кубышки стали редкостью в наших водоемах и занесены в Красную книгу.
Другая группа мягкой растительности, также имеющая контакт с грунтом,- растения, целиком, кроме цветов, погруженные в воду. Это - рдесты (Potamogeton) - пронзеннолистный, а также блестящий, гребенчатый, курчавый, элодея - Elodea, уруть - Myriop-hyllum, водяная сосенка - Hippuris и другие, различные мхи - Fontinalis, Colliergon.
Растения, не прикрепленные корнями ко дну водоема, составляют группу свободноплавающих. К ней относят различные виды ряски - Limnea, лягушатник - Hydrocharis и растения, которые плавают в толще воды: роголистник - Ceratop-hyllum, турча - HoHonia, пузырчатка - Utricularia - известное насекомоядное растение.
Переходным растением между перечисленными группами мягкой растительности является телорез - Stratiotes, имеющий колючие листья, собранные розеткой на стеблях. Значительную часть своей жизни он проводит под водой, но иногда выставляет листья на поверхность.
Подводная растительность в отличие от жесткой не имеет таких мощных корней и зимой в спущенных прудах, как правило, гибнет, оставляя зимующие почки (турионы) или вегетативные побеги, которые весной дают начало новым растениям.
Особенности произрастания различных видов растений определяются типом водоема. В реке количество макрофитов зависит главным образом от скорости течения и прозрачности воды, поэтому в горных и равнинных многоводных реках высшей водной растительности немного, а в мелких речках с медленным течением иногда наблюдаются обильные заросли. Флоре быстротекущих рек, в отличие от водоемов со стоячей водой, не свойственно присутствие таких растений, как осока, хвощ, стрелолист, частуха, телорез. Наоборот, массовое их развитие и расширение зоны прибрежных зарослей от береговой черты к руслу говорит о заболачивании водоема.
Видовое разнообразие, обилие, продолжительность вегетации макрофитов, а также возможные отклонения в их росте и развитии можно использовать как один из биоиндикаторов качества воды. Например, обильное развитие осоки и хвоща указывает на повышенную кислотность, на необходимость известкования водоема.
Интенсивное развитие элодеи и хары, напротив, указывает на то, что вода имеет щелочную реакцию.
Видовой состав и характер роста макрофитов зависят от количества минеральных веществ в воде, от степени ее загрязнения. Существует прямая связь между жесткостью воды и химическим составом высших водных растений.
Способность водных растений концентрировать в себе химические элементы определяется конфигурацией и размером водоема, климатическими факторами. Большое значение имеют вид растения, его физиологические особенности, возраст и стадия развития, а также конкретный растительный орган. К примеру, в листьях тростника фосфора, магния и кальция содержится больше, чем в стеблях, у кубышки же наоборот.
Макрофиты - излюбленная пища большинства гидробионтов. Большое место они занимают в питании личинок поденок Epheremella ignita. Так, все содержимое кишечника этих личинок состоит из тканей осок, рдеста блестящего, роголистника, водяного мха.
Водную растительность потребляют более 40 видов ручейников. У погруженных растений они поедают подводные части, у растений с плавающими листьями - подводные части и нижнюю поверхность листьев. По этой причине рисовый ручейник сильно вредит посевам риса. Одна из мер борьбы с ним - зарыбление рисовых чеков. Среди ручейников есть чистые фитофаги, питающиеся листьями лютика водяного, роголистника, рдеста, элодеи, мхов. Появление личинок в большом количестве может оказывать сильное влияние на заросли кормовых растений. Макрофиты служат им не только источником питания, но и строительным материалом для домиков.
Среди низших ракообразных крайне ограниченное число видов питается живыми водными растениями. К ним относится всеядный щитень и три вида остракод (ракушковые ракообразные). Щитень поедает молодые растения риса, кроме того, своими быстрыми движениями вызывает отделение всходов риса от почвы и всплывание их на поверхность воды.
Главные кормовые растения европейских речных раков - рдесты и роголистник. Основу пищи весьма распространенного в Европе гаммаруса составляют ряска, роголистник, хара, элодея, уруть, мхи.
Для личинок хирономид потребление высшей водной растительности в качестве объекта питания может носить обязательный или второстепенный характер. Наиболее разнообразный ассортимент кормовых растений имеет Chironomus candidus. Личинки тесно облепляют черешки и стебли рдестов блестящего и пронзеннолистного, листья телореза и манника, внедряясь при этом не только в мякоть, но и в листовые жилки. Личинки так называемого «рисового комарика» покрывают нижнюю сторону стелющихся по воде листьев риса, оставляя нетронутой верхнюю. В молодых же погруженных листьях они выгрызают всю ткань листа между жилками, размочаливая его. Водные растения являются для личинок не только источником корма, но и убежищем.
Гусеницы бабочек Lepidoptera, как правило, не живут в воде, но также питаются за счет макрофитов. Одни гусеницы поедают подводную часть стебля рогоза широколистного и пробуривают в нем широкие ходы, другие питаются только свежими побегами тростника. Большинство видов Lepidoptera главным образом питаются жесткими растениями: тростником, камышом, рогозом, а также рдестами, ряской, кувшинками. Воздействие гусениц на растения является совокупным результатом как пищевой, так и строительной деятельности, последняя во многих случаях оказывает даже более мощное воздействие на макрофиты.
Большая роль принадлежит макрофитам и в питании рыб.