Далеко не все гидробионты способны постоянно жить в бескислородной среде, то есть относятся к группе анаэробов (главным образом бактерии и простейшие). Подавляющее большинство обитателей водоемов нуждается
в кислороде, хотя некоторые из них, как было указано выше, могут иногда переносить его отсутствие и осуществлять аноксибиоз. Способность к нему в ряду гидробионтив-аэробов является адаптацией к перенесению неблагоприятных кислородных условий, периодически возникают в естественных местообитаниях.
В тех случаях, когда адаптации гидробионтов к существованию в условиях дефицита кислорода оказываются недостаточными, наступает гибель организмов. Если, вследствие резкого ухудшения кислородных условий в водоемах, приобретает массовый характер, то говорят о замор.
Способность гидробионтов выживать в воде с низкими концентрациями кислорода зависит от видовой принадлежности организмов, их состояния и условий внешней среды. Минимальная, или предельная концентрация кислорода, переносимая гидробионтами, как правило, ниже для организмов, обитающих в естественных местообитаниях в слабо аэрируемых воде. Поэтому пелагические формы обычно менее толерантны к низким концентрациям кислорода, чем бентосные, а среди последних жители ила выносливее формы, населяющих песок, глину или камни. По тем же причинам речные формы требовательны к кислороду, чем озерные, а холодноводные оксифильнише обитателей водоемов, прогреваемых сильнее. Величина предельной концентрации довольно сильно меняется с возрастом животных, обычно снижается у взрослых особей. Чувствительность к недостатку кислорода может обостряться на отдельных стадиях развития. Как правило, устойчивость к дефициту кислорода у животных разных систематических групп тем выше, чем они менее подвижны. Из внешних факторов на предельную концентрацию кислорода в наибольшей степени влияет температура. С ее повышением обмен организмов растет, их потребность в кислороде увеличивается и для ее удовлетворения нужны более благоприятные респираторные условия. Гидробионты имеют ряд биохимических адаптаций к обеспечению снабжения организма кислородом в условиях его дефицита. К ним относятся усиление вентиляции и кровообращения, повышение концентрации дыхательных пигментов, синтез их новых, более эффективных вариантов, изменение внутренней среды, что повышает способность пигментов связывать и освобождать кислород. Последняя адаптация (эффекты Бора и Рута) иногда проявляется в обратной форме - снижении чувствительности гемоглобина к повышению концентрации Н +, В некоторых активных рыб создаются очень высокие концентрации лактата, и рН может так падать, что затрудняет связывание кислорода гемоглобином в жабрах. У этих рыб найдены варианты гемоглобина, не чувствительны к Н +, т.е. не проявляют эффект Бора. Их обычно немного и они играют роль «аварийного резерва». При временной аноксии много гидробионтов могут осуществлять аэробный обмен за счет мобилизации запасов кислорода из каротиноидов, гем-содержащих пигментов и других депо. Обычно этих запасов хватает не более, чем на несколько десятков минут. Дальнейшее извлечения энергии может обеспечиваться во многих гидробионтов за счет анаэробного гликолиза и, вероятно, другими способами. Продолжительность нахождения и выживания гидробионтов при аноксии сильно варьирует, в зависимости от их видовой принадлежности, физиологического состояния и внешних условий. Формы, в которых лактат, образующийся при гликолизе, не накапливается, способны жить в отсутствие кислорода значительно дольше тех, которые накапливают молочную кислоту. Вторые, после перехода в аэробные условия, обнаруживают «екстрадихання» - повышение потребления кислорода, связано с окислением недоокисленных соединений, накопившиеся. В первых форм «екстрадихання» не наблюдается, «кислородной задолженности» не возникает и они при небольших энергетических затратах могут жить без кислорода в течение нескольких месяцев. Животные, накапливают при аноксибиози недоокисленные продукты, менее устойчивы к длительного отсутствия кислорода. Черепахи, погружаясь, могут жить за счет гликолиза несколько часов или дней и, всплывая, компенсируют «кислородную задолженность». Личинки хирономид хотя и накапливают лактат, но полностью теряют подвижность и находясь в состоянии пассивного анаэробиоза, выдерживают недели и месяцы аноксии. Устрицы и другие моллюски, замыкают раковины в отливной время, безболезненно выдерживают аноксию течение нескольких часов, накапливая продукты гликолиза. Способность к аноксибиозу наиболее характерна для представителей донной фауны, живущих в условиях периодического снижения концентрации кислорода до величин, близких к 0. При аноксибиозу они не питаются, теряют подвижность, перестают расти и развиваться. Концентрация кислорода, ниже которой гидробионты переходят от активного существования к пассивному, зависит от видовых особенностей, размера и других факторов. Как правило, формы, живущие в более аэрированная среде, впадают в аноксибиоз ранее, когда кислород присутствует еще в заметных количествах. Молодые организмы, обычно более требовательны к содержанию кислорода, исключаются из активной жизни ранее взрослых.
Заморы. В естественных водоемах нередко наблюдаются случаи массовой гибели гидробионтов от асфиксии. Они возникают не только вследствие дефицита кислорода, но и в результате накопления в воде значительных количеств углекислого газа, сероводорода и метана. Содержание этих газов обычно повышается параллельно снижению концентрации кислорода и потому особенно губителен для гидробионтов. При замора в первую очередь гибнут формы, менее устойчивы к недостатку кислорода, а затем и выносливые, до самых устойчивых, если катастрофическое ухудшение условий дыхания затягивается на долгий срок. В водоемах высоких широт заморы обычно возникают зимой, когда лед препятствует поступлению кислорода в воду из воздуха. Летние заморы обычно наблюдаются в стоячих водоемах, особенно во время массового появления водорослей. Днем результате фотосинтетической деятельности растений кислорода много, и ночью его концентрация резко снижается, и могут возникать заморные явления, сопровождающиеся гибелью животных.
Летние заморы имеют место не только в прудах и озерах, но даже в морях, например в Азовском и Балтийском. В Азовском море замор наблюдаются обычно с мая по август при тихой погоде, когда из-за отсутствия циркуляции воды содержание кислорода в толще, особенно у дна, падает до десятых долей миллиграмма в литре. Снижение концентрации кислорода у дна вызывается разложением водорослей, здесь отмирают. При замора в массе гибнет рыба и другие гидробионты, в частности моллюски. У берегов Перу раз в 11-12 лет происходит массовая гибель зоопланктона и рыб вследствие недостатка кислорода, когда сюда начинает подходить тепла экваториальная течение Эль-Ниньо.
Особенно остро протекающих заморные явления зимой, когда они могут наблюдаться не только в стоячих водоемах, но даже и в реках. Например, грандиозные по своим масштабам ежегодные зимние заморы в г. Оби. Грунтовые воды, которыми она питается, содержат очень мало кислорода и много гуминовых веществ (сильно заболочена водосборная площадь). Когда после ледостава атмосферная аэрация воды практически прекращается, небольшие количества кислорода, находящегося в ней, быстро расходуются на окисление гуминовых кислот, и возникает замор. Обычно он начинается в конце декабря в верхнем течении реки и, распространяясь вниз со скоростью 30-40 км в сутки, достигает устья через 1,5-2 месяца. Прекращается замор в мае-июне, когда река начинает пополняться внешними водами. Содержание кислорода во время замора падает до 2-3% от нормального, и многие гидробионтов, особенно рыбы, погибают от удушья, хотя большая часть спасается в некоторых притоках Оби, где заморные явления не развиваются. Донные животные, более приспособлены к существованию в условиях дефицита кислорода, при замора страдают меньше, чем пелагические.