Vanddyrs iltoptagelse og levevis.

Dyr, der lever i vand, står over for en særlig udfordring: Der findes langt mindre ilt i vand end i luft, og ilt bevæger sig desuden meget langsommere gennem vand end gennem luft. Vandlevende dyr har derfor udviklet forskellige måder at skaffe den ilt, som deres celler skal bruge til respiration. Nogle bruger gæller til at trække ilten ud af vandet, andre optager den direkte gennem huden, mens nogle bærer en luftboble med sig under overfladen som en slags dykkerflaske.

Hvor og hvordan dyrene skaffer ilt hænger tæt sammen med deres generelle levevis(økologiske niche). Dyrets levevis beskriver dets funktion og rolle i økosystemet – altså de specifikke krav arten har til sine omgivelser, hvad den spiser, og hvordan den påvirker sit miljø. Nogle ferskvandsdyr fungerer som biologiske renholdere, der spiser alger og rådnende planterester på bunden, mens andre jager aktivt. Samtidig udgør disse smådyr et uundværligt fundament i ferskvandets fødekæde. De er en afgørende energikilde for en lang række prædatorer (rovdyr) som fisk, amfibier og fugle.

Længere nede i teksten gås i dybden med nogle enkelte, vigtige vanddyr, hvor netop disse faktorer – iltoptagelse, levevis/niche og prædatorer – beskrives i detaljer for hver enkelt art.

Ånde under vand – Ilt og diffusion.

For at forstå, hvordan vanddyr trækker vejret, skal man se nærmere på det fysiske princip diffusion. Diffusion er den naturlige proces, hvor molekyler bevæger sig fra et område med høj koncentration mod et område med lav koncentration.

Figur 1. Viser hvordan respiration forbruger ilt, og dermed giver en lav iltkoncentration inden i dyret, hvorved der kan ske diffusion fra den højere iltkoncentration i vandet og ind i fisken hvor der vil være en lav ltkoncentration.

Som det ses på figur 1, er denne proces illustreret med en fisk. Her falder iltkoncentrationen inde i dyrets væv og kropsvæske i takt med, at cellerne forbruger ilt til respirationen. Dette konstante iltforbrug skaber en såkaldt koncentrationsgradient – hvilket vil sige en koncentrationsforskel, hvor der hele tiden vil være en lavere koncentration af ilt inde i dyret end i det omgivende vand. Jo større denne koncentrationsgradient er, desto hurtigere diffunderer iltmolekylerne automatisk ind i fisken.

I vandlevende dyr sker diffusionen sker enten direkte gennem kroppens tynde overflade eller via specialiserede åndedrætsorganer som gæller.

Forskellige dyr er dog meget forskellige i deres evne til at skaffe ilt. På figur 2 kan man se hvor meget iltindhold (pil nederst i figur) de forskellige dyr kræver for at kunne overleve. Det er de samme dyr som teksten nedenunder går i dybden medNogle kan leve i vand med meget lidt opløst ilt, mens andre kun kan overleve i rent, køligt og meget iltrigt vand. Derfor kan de dyr, man finder i et vandløb, fortælle noget om vandets iltindhold og dermed også om vandløbets tilstand, man kalder de dyr, der kan leve i meget iltfattingt vand, for forureningsindikatorer. Rentvandindikatorer er de dyr der kun kan overleve i meget iltrigt vand, og når man finder dem i søen/vandløbet, er de derfor et tegn på at vandet er rent og iltrigt. Dyrene vist i figur 2 er de samme dyr som teksten nedenunder går i dybden med

Figur 2. Viser iltkoncentrationen i vandet nederst med pilen. Dyrene over pilen viser ved hvilket iltindhold de kan overleve. Fx. ved den laveste ilt koncentration, vil det kun være rottehalen der kan overleve, og så når iltindholdet stiger vil også børsteorm kunne overleve. På billederne af dyrene i figuren, kan man også se deres åndingsmetode, hvilket uddybes i afsnittene herunder om hvert enkelt dyr.

Herunder kan du læse om hvordan dyrene i figur 1. For hvert dyr kan du læse hvilken økologisk niche de tilhører samt hvorhenne i fødekæden de befinder sig.

Rottehale

Niche:

En rottehale er larven fra en svirreflue. Rottehalen har specialiseret sig i habitater, som de fleste andre vanddyr hurtigt ville kvæles og dø i. Den lever i stillestående, mudret og iltfattigt vand med et meget højt indhold af rådnende, organisk materiale, som f.eks. gylletanke, septiktanke, kloakbassiner og rådne kompostbeholdere. Rottehalen lever af mikroorganismer. Den filtrerer og spiser de enorme mængder af bakterier og nedbrudte plantedele, som findes i det organiske mudder. Den udnytter en ekstrem niche, som den har helt for stort set uden konkurrence om føden eller rovdyr.

Byttedyr:

Fordi vandet er næsten kemisk tømt for ilt på grund af forrådnelsesprocesser, har rottehalen stort set ingen rovdyr i sit miljø. Men når rottehalerne kravler op til overfladen eller søger op på land mod tørre sprækker for at forpuppe sig, bliver de et let bytte for fugle f.eks. stære, krager og vipstjerter. Hvis de lever i mere naturlige (men meget mudrede) skovhuller, ædes de af frøer, tudser og spidsmus, der søger føde i vandkanten.

Sådan trækker den vejret:

I spidsen af ånderøret sidder en lille krans af fine, olieagtige og vandafvisende (hydrofobe) hår. Når spidsen bryder vandoverfladen, folder hårene sig ud som en lille stjerne på vandoverfladen. Dette holder røret åbent for atmosfærisk luft og forhindrer samtidig, at der løber vand eller gylle ned i larvens åndedrætssystem (trakeerne).

Takket være denne “snorkel” kan larven trygt sidde begravet i bunden af en gyllebeholder og mæske sig i bakterier, mens den trækker vejret udefra i den friske luft

Børsteorm

Niche:

Ferskvandsbørsteorm lever primært som bundlevende organismer i søer og vandløb, hvor de lever ovenpå bunden eller helt nedgravet. De foretrækker en blød mudderbund der er rig på organisk materiale.

Deres primære rolle i økosystemet er at æde dødt organisk materiale (detritus). De fungerer som støvsugere på bunden, der omsætter rådnende planterester, blade og organisk mudder. Når de optager sediment, fordøjes de mikroorganismer og mikroskopiske alger, der sidder på mudderpartiklerne.

Ved konstant at grave i bunden ilter ormene sedimentet. Denne proces kaldes bioturbation og er afgørende for at frigive næringsstoffer og forhindre, at bunden bliver fuldstændig iltfattig og giftig.De udgør et kritisk bindeled i fødekæden. De omdanner energi fra dødt materiale til proteiner, som udnyttes af større dyr.

Byttedyr:

De er eftertragtet føde for blandt andet ferskvandsfisk (f.eks. karpefisk, ål og stalling), fugle og større vandinsekter.

Sådan trækker den vejret:

Da ferskvandsbørsteorme ofte lever hvor iltkoncentrationen er ekstremt lav, har de udviklet nogle særlige biologiske tilpasninger til at trække ilt ud af vandet:

• Rødt hæmoglobin i blodet: Mange ferskvandsbørsteorme (såsom Tubifex, også kendt som slamorme) indeholder store mængder hæmoglobin i deres blod. Dette farver dem markant røde. Deres hæmoglobin er ekstremt effektivt og har en langt højere bindingsevne over for ilt aend menneskers, hvilket gør, at de kan udnytte selv de absolut mindste mikroskopiske mængder ilt i vandet.
• Gællelignende hudånding: De har ikke lunger, men optager ilten gennem deres tynde hudoverflade, som er rig på fine blodkar.
• Ventilerende bevægelser: Når iltniveauet falder, stikker ormene bagenden op af mudderet og ud i det frie vand. Her bølger eller svinger de aktivt med kroppen i cirkulære bevægelser. Denne pulserende adfærd skaber en konstant vandstrøm hen over huden, hvilket øger mængden af vand (og dermed ilt), der passerer deres krop.

På grund af disse egenskaber betragtes ferskvandsbørsteorme som en klassisk forureningsindikator. De kan overleve under voldsomt iltsvind på bunden af stærkt forurenede eller næringsrige vandområder, hvor de fleste andre smådyr for længst er dødt

Rød dansemyggelarve

Niche:

Rød dansemyggelarve fungerer som nedbryder (detritivor) og mikroorganismespiser. Larven æder dødt organisk materiale (detritus), alger og bakterier fra bunden. Dermed renser den vandmiljøet og recirkulerer næringsstoffer.

Byttedyr:

Den udgør et kritisk fødegrundlag for større organismer. Fisk, herunder rovfisk, samt rovlevende vandinsekter er stærkt afhængige af dansemyggelarver.

Sådan trækker den vejret:

Den røde dansemyggelarve også kaldet “blodorm”, optager ilt direkte gennem huden (hudåndedræt) og er unikt tilpasset til at overleve i ekstremt iltfattige miljøer. Dette skyldes primært to biologiske mekanismer:

• Hæmoglobin i blodet. I modsætning til de fleste andre insekter indeholder dansemyggelarvens kropsvæske (hæmolymfe) hæmoglobin. Det er det samme røde farvestof, som findes i menneskers blod, og det er det, der giver larven dens karakteristiske klare røde farve. Hæmoglobinet fungerer som en effektiv svamp, der binder og transporterer selv de mindste mængder ilt i vandet, hvilket gør larven i stand til at trække vejret på bunden af mudrede søer og forurenede vandløb, hvor andre dyr ville kvæles.
• Svingende kropsbevægelser. Når iltniveauet i vandet falder, ligger larven ikke stille. Den laver bølgende, mavedans-agtige bevægelser med kroppen nede i sit rør i bundmudderet. Disse pumpebevægelser skaber en aktiv vandstrøm omkring larven, som hele tiden bringer “nyt”, iltholdigt vand i kontakt med dens hud, så den kan optage den smule ilt, der er til rådighed

Vandbænkebider

Niche:

Vandbænkebider fungerer som nedbryder (detritivor) og findeler af dødt organisk materiale. Krebsdyret æder primært visne blade, rådnende planterester, alger og ådsler på bunden. Dermed øger den overfladen på det biologiske affald, hvilket hjælper bakterier og svampe med at frigøre næringsstoffer tilbage til vandmiljøets kredsløb.

Byttedyr:

Den udgør et kritisk fødegrundlag for større organismer. Rovfisk (som aborrer), vandedderkopper, rovlevende vandinsekter som guldsmedenymfer samt amfibier er stærkt afhængige af vandbænkebidere som energikilde.

Sådan trækker den vejret:

Den optager ilt ved hjælp af gællelignende strukturer på undersiden af bagkroppen. Her er overfladen tynd og egnet til diffusion, så ilt kan bevæge sig fra vandet og ind i dyret.

Vandbænkebideren kan klare forholdsvis lave iltkoncentrationer og findes derfor ofte i vandløb med en del organisk materiale. Den kræver dog mere ilt end rottehaler, børsteorme og røde dansemyggelarver.

Vandbænkebideren er et krebsdyr. I modsætning til rottehalen er den afhængig af den ilt, der er opløst i vandet.

Åndingsmetode:

På undersiden af bagkroppen har vandbænkebideren parvise, tynde gælleblade. De fungerer ligesom fisks gæller ved at trække opløst ilt direkte ud af det omgivende vand.

For at sikre en jævn strøm af iltrigt vand bevæger den gællebladene rytmisk op og ned. Det skaber en vandstrøm hen over gællerne, så den hele tiden kan optage ny ilt.

Vandbænkebideren er ekstremt hårdfør. Hvis der er meget lidt ilt i vandet – kan den stadig overleve, hvor mange andre vanddyr må give op.

Fun fact:  landbænkebidere som du finder under fliserne i haven har også gæller, som den hele tiden må holde fugtige for at de virker, derfor er den afhængig af kølige fugtige steder – som under en flise.

Ferskvandstangloppe

Niche:

Ferskvandstangloppen er et krebsdyr, der fungerer som både nedbryder (detritivor) og omnivor (altædende), da den lever af både planter og dyr. På den måde fungerer den som en effektiv renholder af vandmiljøet. Den æder både dødt organisk materiale, såsom visne blade og planterester, samt alger og mikroorganismer, men den kan også fange små levende dyr. Ved at findele og omsætte det organiske stof holder den bunden ren og sætter gang i recirkuleringen af vigtige næringsstoffer i økosystemet.

Byttedyr:

Den udgør et kritisk fødegrundlag for større organismer. Forskellige fiskearter (særligt ørreder og aborrer), rovlevende vandinsekter, salamandre og visse fugle er stærkt afhængige af ferskvandstanglopper, da de er rige på proteiner og fedtstoffer.

Åndingsmetode:

Ferskvandstangloppen optager opløst ilt fra vandet gennem gæller. Gællerne sidder beskyttet på indersiden af brysthulen, helt tæt på roden af brystbenene. Gællerne er tynde og har en stor overflade. Det giver gode muligheder for diffusion af ilt fra vandet og ind i kroppen.

Tangloppen er afhængig af, at der hele tiden strømmer nyt, iltrigt vand forbi gællerne. Hvis vandet står stille, vil ilten i vandet omkring gællerne hurtigt slippe op, derfor bruger den svømmebenene som ventilatorer. Debageste svømmeben bruges til konstant at lave rytmiske, cyklende bevægelser. Denne konstante bevægelse fungerer som en mekanisk pumpe, der suger frisk vand ind forfra og driver det hen over gællerne under kroppen, før det presses ud bagtil. Selvom tangloppen sidder stille under en sten, vil du ofte kunne se disse ben bevæge sig i et højt tempo.

Ferskvandstangloppen er mere afhængig af et forholdsvis højere iltindhold end vandbænkebideren og findes derfor typisk i renere og dermed mere iltrigt vand.

Vårfluelarve

Niche:

Mange arter af vårfluelarver, bygger transportable huse af småsten, sandkorn eller plantedele limet sammen med silke. Deres niche er at spise visne blade (detritus) eller raspe alger og biofilm af sten. De hjælper med at omsætte organisk materiale og holde algevæksten nede.

Byttedyr:

Den udgør et kritisk fødegrundlag for større organismer. Forskellige fiskearter (særligt ørreder, der gerne spiser dem hele med hus og det hele), rovlevende vandinsekter og fugle som vandstæren er stærkt afhængige af vårfluelarver som energikilde.

Åndingsmetode:

Vårfluelarver findes ofte i relativt rent og iltrigt vand.  Vårfluelarver har en tynd og blød hud på bagkroppen hvor den kan lave hudåndedræt. Ilten i vandet diffunderer direkte igennem huden og ind i larvens indre luftrørssystem (trachéer).

Mange arter af vårfluelarver har tynde, fingerformede eller buskede gæller langs siden af bagkroppen. Disse gæller øger larvens overfladeareal markant, hvilket gør det muligt at optage langt mere ilt, selv i miljøer hvor iltkoncentrationen er lav.

For at sikre, at der konstant strømmer iltrigt vand hen over gællerne og huden, bruger husbyggende vårfluelarver et smart trick:

De laver bølgende eller vridende bevægelser med bagkroppen inde i deres rørformede hus. Denne pumpebevægelse fungerer som en ventilator, der suger friskt, iltrigt vand ind i den ene ende af huset og presser det iltfattige vand ud af den anden. Hvis iltniveauet i vandet falder, vil man se larven pumpe meget hurtigere og mere intenst. [1, 2, 3, 4]

Vårfluelarver tåler kraftigt iltsvind dårligere end eksempelvis vandbænkebideren og den røde dansemyggelarve.

Døgnfluenymfe

Niche:

Døgnfluenymfer er nedbrydere og planteædere – især alge-skrabere. Med deres munddele skraber de biofilm, alger og dødt organisk materiale af sten og vandplanter.

Byttedyr:

De udgør en fundamental proteinkilde for større dyr i økosystemet. Fisk (særligt ørreder), fugle og større rov-insekter lever i høj grad af nymferne.

Åndingsmetode:

Døgnfluenymfer optager ilt fra vandet gennem gæller. Gællerne er tynde og giver en stor overflade, som ilten kan diffundere igennem. Nymfen har rækker af gæller på siden af bagkroppen, de kan være blad- eller buskformede. Disse gæller har en meget tynd hud (kutikula) og et stort overfladeareal, som gør det muligt for ilt i vandet at diffundere ind i nymfens krop.

Gællerne bevæger sig konstant i en rytmisk, viftende bevægelse. Dette skaber en konstant vandstrøm hen over gællerne, så der hele tiden tilføres nyt, iltrigt vand, selvom nymfen sidder helt stille under en sten. Når ilten er trængt igennem gællerne, ledes den over i et netværk af indre luftrør (tracéer), som transporterer ilten direkte ud til alle nymfens organer og væv.

Døgnfluenymfer kræver generelt et højt indhold af opløst ilt og findes derfor især i rent og iltrigt vand.

Slørvingenymfe

Niche:

Slørvingenymfen er et insekt, hvis niche afhænger meget af arten; nogle er herbivorer (planteædere) eller detritivorer (nedbrydere), mens mange af de store arter er rovdyr (prædatorer). De lever primært i rindende, kolde og meget iltrige vandløb under sten og grene. De plantespisende arter findeler visne blade og skraber alger af sten, hvilket renser bunden, mens rovnymferne jager mindre vandinsekter og holder disses bestande i ave.

Byttedyr:

Den udgør et kritisk fødegrundlag for større organismer. Da slørvingenymfer stiller meget høje krav til rent og iltrigt vand, er de et eftertragtet og næringsrigt bytte for især strømvandsfisk som ørreder og laks samt for rovlevende vandinsekter og fugle som vandstæren.

Åndingsmetode:

Slørvingenymfen findes især i rent, køligt og strømmende vand med et højt iltindhold.

Mange slørvingenymfer optager en stor del af deres ilt direkte gennem kroppens tynde overflade ved hudåndedræt. Når ilt bruges ved respiration inde i kroppen, falder koncentrationen af ilt her. Det får ilt fra vandet til at diffundere gennem huden og ind i dyret.

Denne form for åndedræt fungerer bedst, når der hele tiden strømmer frisk og iltrigt vand hen over dyrets krop. Slørvingenymfen er derfor meget følsom over for fald i vandets iltindhold.

Finder man slørvingenymfer i et vandløb, er det derfor ofte et tegn på gode iltforhold. Slørvingenymfen kan derfor bruges som en renvandsindikator.