„Водата освежава тялото, учението – разума.“

Биологични процеси в океана.

Световният океан е най-обширният биотоп на Земята, в който е съсредоточена голяма част от нейната биосфера – съвкупността от всички живи организми. Морската биосфера е възникнала милиарди години преди наземната. Тя включва в себе си растения, животни и бактерии.
Водите на Световния океан са богати на минерални вещества, разтворени газове и органично вещество, необходими на живите организми и те представляват благоприятна среда за протичане на биологичните процеси поради голямата устойчивост на параметрите на природната среда.

Съдържание на биогенни елементи (N, P, Si), органично вещество (C) и първична продукция (ПП) в някои морета (по Максимова, 2004).

Съотношение на масите на различните форми на органично вещество (ОВ) в океана: 1–белтъци; 1 –аминокиселини; 2–въглеводороди; 3–липиди; 4–хуминови вещества (Беляева, 2004).

Цялата сложна и разнообразна жизнена дейност на Земята се основава на биохимичния процес фотосинтеза, създаваща в растенията органично вещество от неорганично.
В зърната на хлорофила под действие на слънчевата енергия се образува глюкоза и се отделя кислород. За реакцията е необходима и енергия от слънчевото излъчване, равна на 29.105 J (690 ккал). Светлинната слънчева енергия се превръща в химическа, която се използва от клетките, а зеленият пигмент хлорофил служи за катализатор на процеса. Поглъщайки фотони хлорофилът възбужда свободни електрони, които служат за построяване на редица междинни вещества като аденозинтрифосфат (АТФ) и трифосфопиридин (ТПН) (фиг. 2). Освен въглеводороди и кислород при процеса фотосинтеза се образуват още мастни киселини, аминокиселини и др.

Схема на процеса фотосинтеза.

Най-пригодна за живота на растенията е евфотичната или осветена зона на океана, която достига до средна дълбочина 200 метра. Дисфотичната или сумрачна зона достига дълбочина до 1000–1500 м и в нея все още се среща най-дребният планктон – нанопланктонът. Афотичната зона, която е разположена на още по-голяма дълбочина е лишена от светлина и растителни организми.
Противоположен процес на фотосинтезата е дишането при животните, при което органичното вещество се окислява и се освобождава въглероден диоксид, вода и енергия.
Отмрелите организми в океана се подлагат на процес на разлагане, при който органичното вещество се връща отново във водата.
Между живите организми и свойствата на морската вода се е установила неразривна връзка като най-важните фактори за живота са солеността и температурата.
Солеността на окръжаващата вода влияе на осмотичното налягане на течностите в живите организми. Морските организми притежаващи органи, които могат да регулират осмотичното налягане са способни да живеят в широк диапазон на изменение на солеността и се наричат еврихалинни, за разлика от стенохалинните, които живеят в условия на малки изменения в солеността.
За голяма част от морските и пресноводни организми съществува критична стойност на солеността от 5–8‰. Морските не могат да живеят при по-ниска соленост от тази, а пресноводните – при по-висока.
Някои животни загиват при понижаване на солеността под 28 ‰ – корали, главоноги, бодлокожи, а други загиват, ако солеността е по-голяма от 2‰ – земноводни, някои видове риби. Ниската соленост намалява видовото разнообразие, но това не винаги означава намалена биопродуктивност – възможно е малко видове да са представени от множество индивиди. Промените в солеността намаляват и размерите на много организми, поради по-бавен растеж и по-кратък живот в изменените условия на средата.
Температурата на окръжаващата вода оказва голямо влияние на процесите на обмяна на веществата в организмите и на тяхното поведение и разпространение. Областта на високите температури в тропическите и екваториални ширини се отличава с голямо видово разнообразие, което намалява в посока към полюсите. При това някои видове като корали, летящи риби и други се срещат само в тропически води.
В количествено отношение тропическите области са много по-бедни на живи организми в сравнение с умерените и субполярните. Биомасата в горния слой на океана при по-високите ширини в десетки пъти е по-голяма от тази в тропиците. Причината е в подема към повърхността на обогатени с биогенни вещества води от голяма дълбочина (явлението ъпуелинг), докато в тропичните зони водните слоеве са устойчиви почти през цялата година и в тях намаляват биогенните вещества. Повечето тропични видове могат да понасят температурни изменения в много тесен интервал: 34–37°С. Те са стенотермни, за разлика от евритермните, които могат да оцелеят при температурни разлики от 0 до 50°С.
Специфична особеност на живота в океанските дълбочини е високото налягане. Дълбоководните животни издържат на огромни налягания, тъй като голяма част от техните тела представляват практически несвиваеми течности.
Морските животни изразходват по-малко енергия от сухоземните за преодоляване на силата на тежестта и могат да достигнат до огромни размери (китове, китови акули, калмари и др.). Същевременно, поради наличието на по-малко количество кислород във водата в сравнение с атмосферата голяма част от обитателите на океана са студенокръвни и жизнените процеси при тях протичат с по-малка интензивност в сравнение с животните на сушата.
В зависимост от характера на разпространение на морските организми, се отделят няколко участъка на морското дъно – литорал, сублиторал, епибатиал, батиал, абисал, ултраабисал.
Литоралната зона съвпада с приливно-отливната, а сублиторалната обхваща шелфа до 200 м дълбочина. Епибатиалът достига до 250–500 м и се разполага на континенталния склон. Тези три зони образуват неритичната област.
Батиалната област обхваща континенталното подножие и абисалните котловини, а ултраабисалът се разполага в дълбоководните падини и е почти лишен от живот.
Количеството органично вещество, създавано от организмите за единица време се нарича обща биологична продуктивност.
Продукцията е общият прираст на биомасата на всички организми за определен период от време. Тя се поделя на първична, вторична и крайна.
Първичната продукция се произвежда от растителните организми и се изразява в тегловна единица усвоен на единица площ въглерод С. Първичната продукция в Световния океан е неравномерно разпределена.

Разпределение на първичната продукция в Световния океан в мgC/m2/24h: 1 – >250; 2 – 250–100; 3 – <100.

Вторичната продукция се образува от безгръбначните животни, а крайната продукция в океана е прирастът на биомасата на рибите, рептилиите и морските бозайници.
Продукцията на фитопланктона, който фотосинтезира в Световния океан се оценява на 550 млрд. т./год; на зоопланктона, развиващ се на базата на фитопланктона – на 56 млрд. т./год.; а на нектона – риби, китове и други активно придвижващи се животни – на 0,2 млрд. т./год.
Плаващите обитатели на водите и на тяхната повърхност се наричат пелагични организми.