Рифы из губок — это рифы , созданные морскими губками . Все современные рифы из губок образованы губками гексактинеллид , которые имеют эндоскелет из кремниевых спикул и часто называются «стеклянными губками», в то время как исторически основными рифостроителями были археоциатидные и строматопоровые губки без спикул, имеющие кальцитовый скелет .
Губчатые рифы когда-то были доминирующим ландшафтом в палеозойском и мезозойском море, но теперь они очень редки и встречаются только в водах у побережья северо-западного региона Тихого океана в Северной Америке , а именно на юге Аляски , Британской Колумбии и Вашингтона . Губчатые рифы были зарегистрированы в 2018 году в проливе Джорджия и проливе Хау недалеко от Ванкувера . [1] Хотя губки все еще были распространены в позднем юрском периоде, считалось, что рифообразующие губки вымерли во время или вскоре после мелового периода , пока существующие рифы не были обнаружены в проливе Королевы Шарлотты в 1987–1988 годах [2] — поэтому их иногда называют живыми ископаемыми .
Как и коралловые рифы , губчатые рифы выполняют важную экологическую функцию в качестве мест кормления, размножения и нагула для донных рыб и беспозвоночных, но в настоящее время находятся под угрозой из-за коммерческого рыболовства, морской нефтяной и газовой промышленности. [3] [4] Предпринимаются попытки защитить эти уникальные экосистемы посредством закрытия рыболовства и потенциального создания морских охраняемых территорий (МОР) вокруг губчатых рифов. [3]
Гексактинеллиды, или «стеклянные» губки, характеризуются жестким каркасом из спикул, сделанных из кремния . В отличие от других пористых, гексактинеллиды не обладают способностью сокращаться. Еще одной уникальной особенностью стекловидных губок является то, что их ткани состоят почти полностью из синцитиев. [3] В синцитии находится множество ядер в непрерывной цитоплазме; ядра не упакованы в отдельные клетки.
В результате губка имеет отличительную систему электропроводности по всему телу. Это позволяет губке быстро реагировать на такие нарушения, как физическое воздействие или чрезмерное количество осадка в воде. Реакция губки — прекратить кормление. Она попытается возобновить кормление через 20–30 минут, но снова прекратит, если раздражение все еще присутствует. [3]
Гексактинеллиды являются исключительно морскими существами и встречаются по всему миру в глубоких (>1000 м) океанах. [5] Отдельные губки растут со скоростью 0–7 см/год и могут жить по крайней мере до 220 лет. [6] Мало что известно о размножении губок гексактинеллид. Как и все пористые, гексактинеллиды являются фильтраторами. Они получают питание путем прямого поглощения растворенных веществ и в меньшей степени из твердых частиц. [5]
Неизвестно, кто охотится на здоровых рифовых губок. [6] Вероятно, это связано с тем, что губки содержат очень мало органической ткани; кремниевый скелет составляет 90% веса тела губки. [5]
У губок гексастерофоры есть спикулы, называемые гексактинами, которые имеют шесть лучей, расположенных под прямым углом. Порядки внутри гексастерофоры классифицируются по тому, насколько плотно спикулы сцеплены, при этом спикулы лиссанктинозановых губок сцеплены менее плотно, чем у губок гексастерофоры.
Все первичные каркасообразующие губки принадлежат к отряду Hexactinosa и включают виды Chonelasma/Heterochone calyx (чашевидная губка), Aphrocallistes vastus ( облачная губка ) и Farrea occa . [6] Гексактинозановые губки имеют жесткий каркас из «сросшихся» спикул, который сохраняется после смерти губки.
Другие виды губок, распространенные на губчатых рифах, являются членами отряда Lyssactinosa (губки Росселид) и включают Rhabdocalyptus dawsoni (губка-сапожок), Acanthascus platei , Acanthascus cactus и Staurocalyptus dowlingi . [6] Губки Росселид имеют «сплетенный» или «рыхлый» кремниевый скелет, который не сохраняется после смерти губки, и способны образовывать маты, но не рифы. [3]
Хотя губки гексактинеллиды встречаются по всему миру в глубоких морских водах, единственное место, где они, как известно, образуют рифы, находится между юго-восточной Аляской и заливом Грейс-Харбор . [2] [7] [3] [5] Сообщества губок Росселид, называемые «губчатыми матами», широко распространены; они встречаются в каньонах в Северной Атлантике, в Канадской Арктике и на континентальных шельфах Антарктиды. [5] Также существует риф, образованный кремнистыми видами Demospongiae у острова Аксель-Хейберг в Северном Ледовитом океане. [8]
Четыре рифа гексактинеллид были обнаружены в бассейне Королевы Шарлотты (QCB) в 1987–1988 годах. [2] Еще три рифа были обнаружены в бассейне Джорджии (GB) в 2005 году. [7] Рифы QCB находятся в 70–80 км от береговой линии на глубине 165–240 м. [6] Эти рифы покрывают более 700 км² дна океана. [5]
Рифы губок требуют уникальных условий, что может объяснить их глобальную редкость. Они встречаются только в ледниковых впадинах пологого континентального шельфа . Морское дно стабильно и состоит из камней, грубого гравия и больших валунов. [5] Гексактинеллидным губкам требуется твердый субстрат, и они не прикрепляются к илистому или песчаному морскому дну. [6]
Они встречаются только там, где скорость седиментации низкая, растворенный кремний высокий (43–75 мкМ), а придонные течения находятся между 0,15 и 0,30 м/с. [5] Растворенный кислород низкий (64–152 мкМ), а температура на рифах низкая — 5,5–7,3 °C. [5] Температура поверхности колеблется от 6 °C в апреле до 14 °C в августе. [6]
В проливе Гекаты и заливе Королевы Шарлотты часто происходят подъемы глубинных вод , особенно зимой, но летом иногда случаются подъемы глубинных вод . [5] Эти подъемы глубинных вод приносят богатые питательными веществами воды к губчатым рифам.
Каждая живая губка на поверхности рифа может быть высотой более 1,5 м. Рифы состоят из холмов, называемых «биогермами», которые достигают высоты до 21 м, и пластов, называемых «биостромами», которые имеют толщину 2–10 м и могут быть много километров в ширину. [5]
Каждая губка в отряде Hexactinosa имеет жесткий скелет, который сохраняется после смерти животного. Это обеспечивает превосходный субстрат для личинок губок, на котором они могут поселиться, а новые губки вырастают на каркасе прошлых поколений. Таким образом, рост губчатых рифов аналогичен росту коралловых рифов . Усики новых губок обвивают спикулы старых, умерших губок. Усики позже сформируют базальную пластину взрослой губки, которая прочно прикрепляет животное к рифу.
Глубоководные течения океана переносят мелкие осадки, которые захватываются лесами губчатых рифов. Осадочная матрица из ила, глины и некоторого количества песка формируется вокруг основания губчатых биогермов. Осадочная матрица мягкая у поверхности и твердая на глубине менее одного метра. [6] Мертвые губки покрываются осадком, но не теряют свой поддерживающий кремниевый скелет. [6] Осадки губок имеют высокий уровень кремнезема и органического углерода. Рифы растут параллельно ледниковым впадинам, а морфология рифов обусловлена глубинными течениями. [7]
Гексактинеллиды впервые появились в палеонтологической летописи в позднем протерозое , а первые гексактинозансы были обнаружены в позднем девоне . [6] Рифы губок гексактинеллид были впервые обнаружены в среднем триасе (245-208 миллионов лет назад). Губки достигли своего полного развития в поздней юре (201-145 миллионов лет назад), когда прерывистая рифовая система длиной 7000 км протянулась через северный Тетис и североатлантический бассейны. [6] Эта цепь губчатых рифов является крупнейшей известной биоструктурой, когда-либо существовавшей на Земле. [6]
Рифы губок пришли в упадок в течение мелового периода, поскольку коралловые и рудистовые рифы стали заметными. [6] Предполагается, что распространение диатомовых водорослей могло быть губительным для губок, поскольку диатомовые водоросли конкурируют с губками гексактинеллид за кремний. [5]
По оценкам, полученным с помощью радиоуглеродного датирования рифовых кернов, рифы существуют на континентальном шельфе Западной Канады уже 8500–9000 лет. [2]
Рифы губок обеспечивают структуру на относительно безликом континентальном шельфе. Они обеспечивают среду обитания для рыб и беспозвоночных и могут служить важной зоной питомника для этих животных. Для определения полной экологической важности этих рифов требуются дополнительные исследования. [2] [3]
Наблюдения с помощью подводных аппаратов показывают, что фауна губчатых рифов отличается от окружающих территорий. [2] Организмы, обнаруженные в губчатых рифах и вокруг них, включают кольчатых червей, мшанок , паучьих крабов, королевских крабов, креветок и эвфаузид . Иглокожие , особенно морские ежи и морские звезды, были в изобилии в областях рифа, где губки умирали или погибли, и могут использоваться в качестве индикатора здоровья губчатого рифа. [6] Морские окуни, особенно виды Sebastes , живут в отверстиях и между губками. [6] Были замечены беременные и молодые морские окуни, что говорит о том, что рифы используются в качестве зоны выкармливания. [5] Фораминиферы в изобилии встречаются вокруг рифов, а диатомовые водоросли редки. Консорциум организмов, обитающих в губчатых рифах и вокруг них, мало изменился с юрского периода. [6]
Рифы подвержены повреждениям от рыболовства, особенно придонного траления и драгирования. При типичном тралении донной рыбы большая сеть протаскивается по дну океана, ее рот удерживается открытым двумя 2-тонными дверями, называемыми выдрами. Кремниевый скелет губок хрупок, и эти организмы легко ломаются при физическом воздействии. Воздействия донного траления наблюдались на трех рифах в QCB. [3] Повреждения от траления проявляются в виде параллельных следов на расстоянии 70–100 м друг от друга, которые могут простираться на несколько километров. Каждый след трала имеет глубину 10 см, ширину 20 см и встречается на глубине 210–220 м. Губки вблизи следов трала разрушаются или полностью удаляются.
Хотя это и менее вредно, ловля рыбы на крючок и леску, а также ловля ракообразных в ловушки также могут повредить рифы. Когда рыболовные снасти вытаскиваются на поверхность, лески и ловушки тянутся по дну океана и могут сломать кораллы и губки. Сломанные «пеньки» губок, а также те, у которых были стертые стороны, были найдены в регионах, где велась ловля рыбы на леску и ловушку. [3]
Разрыв рифовых губок может иметь ужасные последствия для набора новых губок, поскольку личинкам губок требуются кремниевые скелеты прошлых поколений в качестве субстрата. [6] Без твердого субстрата новые губки не могут осесть и заново вырастить сломанные части рифа. Было подсчитано, что сломанным губчатым рифам может потребоваться до 200 лет, чтобы восстановиться. [3]
Кроме того, рифам угрожает разведка нефти и газа на шельфе. Правительство Британской Колумбии сняло мораторий, запрещающий разведочное бурение и движение танкеров в проливе Гекаты и заливе Королевы Шарлотты, и эта территория была сдана в аренду нефтегазовой промышленности. [3] Даже если разведочное бурение не проводится на рифах или в непосредственной близости от них, оно все равно может оказать негативное воздействие, увеличивая количество осадка в морской воде или загрязняя ее углеводородами. [4]
В 1999 году Министерство рыболовства и океанов Канады потребовало, чтобы траулеры, занимающиеся ловлей донной рыбы , добровольно избегали губчатых рифов. В 2002 году после сообщений о новых повреждениях рифов, полученных с 1999 года, министерство инициировало регулируемые закрытия тралового промысла донной рыбы и добровольные закрытия тралового промысла креветок в районах, где, как известно, обитают губчатые рифы. [3]
Защита четырех губчатых рифов в проливе Гекаты и заливе Королевы Шарлотты была включена в качестве «вопроса управления» в план управления траловым промыслом донной рыбы на 2005/06 год. [10] План управления рекомендовал добавить дополнительную буферную зону в 9 км (5,6 миль) вокруг рифов к существующим запретам на траловый промысел донной рыбы. [3] Рифы также рассматривались в качестве мест для будущих морских охраняемых территорий (МОР). [3] Хотя МОР могут быть более эффективными, чем запреты на рыболовство, для долгосрочной защиты рифов от донного траления, нефтегазовая промышленность все еще будет представлять угрозу. [10]
В 2008 году вопрос сохранения чувствительных подводных экосистем вдоль северного побережья Британской Колумбии был объединен в рамках Тихоокеанской зоны комплексного управления Северным побережьем . Целью была разработка плана по сохранению этого относительно неразвитого региона, одновременно способствуя устойчивой экономике на побережье, что обещало сделать Канаду мировым лидером в области сохранения морской среды. Однако в 2011 году министерство отозвало поддержку этого процесса в пользу большей согласованности с планированием океанов на других побережьях Канады.
В феврале 2017 года губчатые рифы проливов Гекаты и Королевы Шарлотты были официально защищены в рамках морской охраняемой зоны пролива Гекаты и рифов стеклянной губки залива Королевы Шарлотты . Морская охраняемая зона охватывает площадь 2410 км 2 (930 кв. миль) и запрещает любую деятельность, которая может нарушить или разрушить губчатые рифы. [11]
Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.