stringtranslate.com

Нейстон

Водомерка , обычный пресноводный нейстон

Нейстон , также называемый плейстоном , — это организмы , которые живут на поверхности водоема , например, океана , эстуария , озера , реки , водно-болотных угодий или пруда . Нейстон может жить на поверхности воды или быть погруженным чуть ниже поверхности воды. Кроме того, микроорганизмы могут существовать в поверхностном микрослое , который образуется между верхней и нижней стороной поверхности воды. Нейстон определяется как «организмы, живущие на границе воздух/вода пресноводных, эстуарных и морских местообитаний или относящиеся к биоте на или непосредственно под поверхностным слоем воды». [1]

Нейстоны можно неформально разделить на две группы: фитонеустон , представляющий собой автотрофы, плавающие на поверхности воды, включая цианобактерии , нитчатые водоросли и свободно плавающие водные растения (например, москитный папоротник , ряску и водный салат ); и зоонейстон , представляющий собой плавающие гетеротрофы, такие как простейшие (например, инфузории ) и метазоа ( водные животные ). В этой статье в основном рассматриваются метазойные зоонейстоны.

Слово «neuston» происходит от греческого neustos , что означает «плавание», и суффикса существительного -on (как в « plankton »). [2] Этот термин впервые появляется в биологической литературе в 1917 году. [3] Альтернативный термин pleuston происходит от греческого plein , что означает «плыть или плыть». Первое известное использование этого слова было в 1909 году, до первого известного использования neuston. [4] В прошлом различные авторы пытались провести различие между neuston и pleuston, но эти различия не получили широкого распространения. По состоянию на 2021 год эти два термина обычно используются в некоторой степени взаимозаменяемо, и neuston используется чаще, чем pleuston.

Обзор

Португальский военный корабль -
символическая фигура морского плейстона
Морской нейстон (организмы, живущие на поверхности океана) можно противопоставить планктону (организмам, дрейфующим с течениями воды), нектону (организмам, способным плыть против течения воды) и бентосу (организмам, живущим на дне океана).

Нейстон поверхностного слоя является одной из наименее известных водных экологических групп. [5] Этот термин был впервые использован в 1917 году Науманом для описания видов, связанных с поверхностным слоем пресноводных местообитаний. [3] Позднее, в 1971 году, Зайцев определил состав нейстона в морских водах. [6] Эти популяции включают микроскопические виды, а также различные таксоны растений и животных, такие как фитопланктон и зоопланктон , обитающие в этом регионе. [6] [7] В 2002 году Глэдышев дополнительно охарактеризовал основную физическую и химическую динамику поверхностного слоя, влияющую на состав и взаимоотношения с различными нейстонными популяциями" [8] [7]

Структура нейстонного сообщества обусловлена ​​солнечным светом и рядом эндогенных (органическое вещество, дыхательные, фотосинтетические, деструкционные процессы) и экзогенных (атмосферные отложения, неорганическое вещество, ветер, волновое воздействие, осадки, УФ-излучение, океанические течения, температура поверхности) переменных и процессов, влияющих на поступление питательных веществ и их переработку. [7] [9] [10] Кроме того, нейстон является источником пищи для зоопланктона, мигрирующего из более глубоких слоев на поверхность, [11] а также для морских птиц, бродящих по океанам. [12] По этим причинам считается, что нейстонное сообщество играет решающую роль в структуре и функционировании морских пищевых сетей . Тем не менее, исследования нейстонных сообществ до настоящего времени были сосредоточены преимущественно на географически ограниченных регионах океана  [13] [11] [14] [15] [10] или прибрежных зонах. [16] [17] [18] Следовательно, сложность нейстона все еще плохо изучена, поскольку исследования структуры сообщества и таксономического состава организмов, населяющих эту экологическую нишу, остаются немногочисленными, [10] а анализы в глобальном масштабе пока отсутствуют. [5]

Типы

Нейстон нетто

Существуют различные способы классификации нейстона. Кенниш делит их по физическому положению на две группы: [1]

К этому можно добавить организмы, живущие в микрослое на границе раздела воздуха и воды:

Маршалл и Бурхардт делят нейстон на три экологические категории: [7] [5]

Пресноводный нейстон

Пресноводный нейстон, организмы, живущие на поверхности озер или прудов или в медленно текущих частях рек и ручьев, включают жуков (см . вертячку ), простейших , бактерий и пауков (см. паука-рыболова и паука-ныряльщика ). Коллемболы родов Podura и Sminthurides являются почти исключительно нейстонными, в то время как виды Hypogastrura часто собираются на поверхности прудов. Водомерки , такие как Gerris, являются распространенными примерами насекомых, которые поддерживают свой вес за счет поверхностного натяжения воды .

Наводнения

Существуют различные факторы окружающей среды на суше, такие как наводнения и засухи, и эти факторы окружающей среды влияют на виды, такие как нейстон, независимо от того, приводят ли эффекты к большим или меньшим вариациям в видах. Когда происходят наводнения (абиотический фактор), происходит связь между различными водными средами. Виды, которые живут в средах с нерегулярными схемами наводнений, как правило, имеют больше вариаций или даже уменьшают виды и вариации; похожая идея происходит, когда происходят засухи. [19]

Красные огненные муравьи приспособились бороться как с наводнениями, так и с засухой. Если муравьи чувствуют повышение уровня воды в своих гнездах, они объединяются и образуют шар или плот, который плавает, с рабочими снаружи и королевой внутри. [20] [21] [22] Выводок переносится на самую высокую поверхность. [23] Они также используются в качестве основы плота, за исключением яиц и более мелких личинок. Перед погружением муравьи опрокидываются в воду и разрывают связь с сушей. В некоторых случаях рабочие могут намеренно удалить всех самцов с плота, в результате чего самцы тонут.

Продолжительность жизни плота может достигать 12 дней. Муравьи, попавшие в ловушку под водой, сбегают, поднимаясь на поверхность с помощью пузырьков, которые собираются с затопленного субстрата. [23] Из-за большей уязвимости для хищников красные импортные огненные муравьи значительно более агрессивны во время сплава. Рабочие, как правило, вводят более высокие дозы яда, что снижает угрозу нападения других животных. Из-за этого, а также из-за того, что доступно большее количество рабочей силы муравьев, плоты потенциально опасны для тех, кто с ними сталкивается. [24]

Морской нейстон

Морской нейстон, организмы, живущие на поверхности океана, являются одной из наименее изученных планктонных групп. Нейстон занимает ограниченную экологическую нишу и подвержен влиянию широкого спектра эндогенных и экзогенных процессов, а также является источником пищи для зоопланктона и рыб, мигрирующих из глубинных слоев, и морских птиц. [5]

Нейстонные животные образуют подмножество сообщества зоопланктона, которое играет ключевую роль в функционировании морских экосистем. Зоопланктон частично отвечает за активный поток энергии между поверхностными и глубинными слоями океана. [25] [26] [27] Видовой состав зоопланктона , биомасса и вторичная продукция влияют на широкий спектр трофических уровней в морских сообществах, поскольку они представляют собой связь между первичной продукцией и вторичными потребителями. [28] [29] [30] Веслоногие рачки представляют собой наиболее распространенный таксон зоопланктона с точки зрения биомассы и разнообразия во всем мире. [31] [32] Следовательно, изменения в составе их сообщества могут влиять на биогеохимические циклы  [33] и могут указывать на воздействие изменчивости климата на функционирование экосистемы. [34] [5]

Исторически исследования зоопланктонных сообществ были сосредоточены в основном на таксономических исследованиях и исследованиях, связанных со структурой сообщества. [35] Однако в последнее время исследования перешли на альтернативный подход, основанный на признаках , [35] [29] [36], предоставляя перспективу , более сосредоточенную на группах видов с аналогичными функциональными признаками . Это позволяет классифицировать особей по типам, характеризующимся наличием/отсутствием определенных аллелей гена , по размерным классам, экологическим гильдиям или функциональным группам (ФГ). [37] Функциональные признаки — это фенотипы , влияющие на приспособленность организма, рост, выживаемость и репродуктивную способность. [38] [30] Они регулируются экспрессией генов внутри вида, а экспрессия признаков, в свою очередь, регулирует приспособленность вида в контрастных биотических и абиотических обстоятельствах . [39] Более того, конкретный функциональный признак также может развиваться из взаимодействий между другими признаками и условиями окружающей среды, [31] приводя к тому, что заданная группировка признаков будет предпочтительна при определенных условиях. Признаки зоопланктона можно классифицировать в соответствии с экологическими функциями — питание, рост, размножение, выживание и другими характеристиками, такими как морфология , физиология , поведение или жизненный цикл. [28] [40] [41] В частности, стратегии питания и трофические группы имеют отношение к установлению эффективности питания и связанного с этим риска хищничества. [42] Кроме того, они облегчают понимание экосистемных услуг , связанных с зоопланктоном, таких как распределение рыбных ресурсов или биогеохимический цикл  [43], а также позволяют позиционировать таксоны зоопланктона в пищевой сети. [29] [44] [5]

Коралловые водомерки — род довольно редких бескрылых морских клопов, известных только из коралловых рифов в Индо-Тихоокеанском регионе. Во время отлива они перемещаются по водной поверхности вокруг коралловых атоллов и рифов, подобно более знакомым водомеркам, оставаясь погруженными в расщелины рифов во время прилива.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Kennish, Michael J., ed. (2016). "Энциклопедия эстуариев". Серия "Энциклопедия наук о Земле " . Дордрехт: Springer Netherlands. doi :10.1007/978-94-017-8801-4. ISBN 978-94-017-8800-7. ISSN  1388-4360. S2CID  129770661.
  2. ^ Словарь Merriam-Webster: neuston. Доступ 18 декабря 2021 г.
  3. ^ аб Науманн, Э. (1917) «Beiträge zur Kenntnis des Teichnannoplanktons. II. Über das Neuston des Süsswassers», Biologisches Zentralblatt , 37 : 98–106.
  4. ^ Словарь Merriam-Webster: pleuston. Доступ 18 декабря 2021 г.
  5. ^ abcdef Альбукерке, Руи; Боде, Антонио; Гонсалес-Гордилло, Хуан Игнасио; Дуарте, Карлос М.; Кейрога, Энрике (2021). «Трофическая структура нейстона в тропических и субтропических океанических провинциях, оцененная с помощью стабильных изотопов». Границы морской науки . 7 . дои : 10.3389/fmars.2020.606088 . hdl : 10754/667566 . Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  6. ^ ab Зайцев, Ю.П. (1971) «Морская нейстонология». Национальная служба морского рыболовства , NOAA и NSF , Вашингтон, округ Колумбия.
  7. ^ abcd Маршалл, Гарольд Г.; Бурхардт, Любомира (2005). «Нейстон: его определение с историческим обзором его концепции и структуры сообщества». Архив гидробиологии . 164 (4): 429–448. doi :10.1127/0003-9136/2005/0164-0429.
  8. ^ Гладышев, Михаил (2002). Биофизика поверхностного микрослоя водных экосистем. Лондон: IWA. ISBN 978-1-900222-17-4. OCLC  49871862.
  9. ^ Barnes, DKA; Davenport, J.; Rawlinson, KA (2005). «Временные вариации в разнообразии и структуре сообщества полуизолированного нейстона». Биология и окружающая среда: Труды Королевской ирландской академии . 105 (2): 107–122. doi :10.3318/bioe.2005.105.2.107. S2CID  84508946.
  10. ^ abc Резаи, Хамид; Кабири, Кейван; Арби, Иман; Амини, Нафисех (2019). «Нейстонный зоопланктон в северо-восточной части Персидского залива». Региональные исследования в области морской науки . 26 : 100473. Bibcode : 2019RSMS...2600473R. doi : 10.1016/j.rsma.2018.100473. S2CID  135269465.
  11. ^ ab Hempel, G. и Weikert, H. (1972) «Нейстон субтропического и бореального северо-восточного Атлантического океана. Обзор». Морская биология , 13 (1): 70–88.
  12. ^ Ченг, Л., Спир, Л. и АЙНЛИ, Д.Г. (2010) «Значение морских насекомых (Heteroptera: Gerridae, Halobates spp.) как добычи восточных тропических тихоокеанских морских птиц». Морская орнитология , 38 «: 91–95.
  13. ^ Зайцев, Ю. П. (1971). Морская нейстонология. Под ред. К. А. Виноградова (Иерусалим: Израильская программа научных переводов).
  14. ^ Holdway, P.; Maddock, L. (1983). «Сравнительный обзор нейстона: географические и временные закономерности распределения». Marine Biology . 76 (3): 263–270. Bibcode : 1983MarBi..76..263H. doi : 10.1007/BF00393027. S2CID  84587026.
  15. ^ Эббертс, Б. Д. и Винг, Б. Л. (1997). «Разнообразие и численность нейстонного зоопланктона в субарктической фронтальной зоне северной части Тихого океана». Министерство торговли США, Технический меморандум NOAA NMFS-AFSC-70.
  16. ^ Бродер, Ричард Д. (1989). «Нейстонное питание молоди лососевых в прибрежных водах северо-восточной части Тихого океана». Канадский журнал зоологии . 67 (8): 1995–2007. doi :10.1139/z89-284.
  17. ^ Le Fèvre, J.; Bourget, E. (1991). «Нейстоническая ниша для личинок усоногих раков как возможная адаптация к дальнему распространению». Серия «Прогресс морской экологии» . 75 : 185–194. Bibcode : 1991MEPS...75..185L. doi : 10.3354/meps075185.
  18. ^ Падмавати, Г. и Госвами, СК (1996). «Распределение зоопланктона в нейстоне и водной толще вдоль западного побережья Индии от Гоа до Гуджарата». Indian J. Mar. Species , 25 : 85–90.
  19. ^ Консейсан, Э. де О. да, Игути, Дж., Кампос, Р. де, и Мартенс, К. (2018). Влияние паводковых импульсов на устойчивость и изменчивость плейстонных сообществ тропического пойменного озера. Гидробиология, 807(1), 175–188.
  20. ^ Mlot, NJ; Craig, AT; Hu, DL (2011). «Огненные муравьи самостоятельно собираются в водонепроницаемые плоты, чтобы пережить наводнения». Труды Национальной академии наук . 108 (19): 7669–7673. Bibcode : 2011PNAS..108.7669M. doi : 10.1073/pnas.1016658108 . PMC 3093451. PMID  21518911 . 
  21. ^ Моррилл, У. Л. (1974). «Распространение красных импортированных огненных муравьев водой». The Florida Entomologist . 57 (1): 39–42. doi :10.2307/3493830. JSTOR  3493830.
  22. ^ Хёллдоблер и Уилсон 1990, стр. 171.
  23. ^ ab Adams, BJ; Hooper-Bùi, LM; Strecker, RM; O'Brien, DM (2011). "Формирование плота красным импортированным огненным муравьем, Solenopsis invicta". Journal of Insect Science . 11 (171): 171. doi :10.1673/031.011.17101. PMC 3462402 . PMID  22950473. 
  24. ^ Хейт, К. Л. (2006). «Защитоспособность огненного муравья Solenopsis invicta увеличивается во время сплава колоний». Insectes Sociaux . 53 (1): 32–36. doi :10.1007/s00040-005-0832-y. S2CID  24420242.
  25. ^ Тернер, Дж. Т. (2002). «Фекальные гранулы зоопланктона, морской снег и тонущий фитопланктон». Aquatic Microbial Ecology . 27 : 57–102. doi : 10.3354/ame027057 .
  26. ^ Йонасдоттир, Сигрун Хульд; Виссер, Андре В.; Ричардсон, Кэтрин; Хит, Майкл Р. (2015). «Сезонный липидный насос веслоногих рачков способствует секвестрации углерода в глубинах Северной Атлантики». Труды Национальной академии наук . 112 (39): 12122–12126. doi : 10.1073/pnas.1512110112 . PMC 4593097. PMID  26338976 . 
  27. ^ Эрнандес-Леон, С.; Коппельманн, Р.; Фрайле-Нуэз, Э.; Боде, А.; Момпеан, К.; Иригоен, X.; Оливар, член парламента; Эчеваррия, Ф.; Фернандес Де Пуэльес, ML; Гонсалес-Гордилло, Дж.И.; Козар, А.; Акунья, JL; Агусти, С.; Дуарте, СМ (2020). «Большая биомасса глубоководного зоопланктона отражает первичную продукцию в мировом океане». Природные коммуникации . 11 (1): 6048. Бибкод : 2020NatCo..11.6048H. дои : 10.1038/s41467-020-19875-7. PMC 7695708. PMID  33247160. S2CID  227191974 . 
  28. ^ ab Литчман, Елена; Оман, Марк Д.; Кьёрбое, Томас (2013). «Подходы к сообществам зоопланктона на основе признаков». Журнал исследований планктона . 35 (3): 473–484. doi : 10.1093/plankt/fbt019 .
  29. ^ abc Benedetti, Fabio; Gasparini, Stéphane; Ayata, Sakina-Dorothée (2016). «Определение функциональных групп веслоногих рачков по функциональным признакам видов». Journal of Plankton Research . 38 (1): 159–166. doi :10.1093/plankt/fbv096. PMC 4722884. PMID  26811565 . 
  30. ^ ab Sodré, Elder de Oliveira; Bozelli, Reinaldo Luiz (2019). «Как планктонные микроракообразные реагируют на окружающую среду и влияют на экосистему: перспектива функционального признака». International Aquatic Research . 11 (3): 207–223. Bibcode : 2019InAqR..11..207S. doi : 10.1007/s40071-019-0233-x . S2CID  197594398.
  31. ^ ab Kiørboe, Thomas (2011). «Как питается зоопланктон: механизмы, черты и компромиссы». Biological Reviews . 86 (2): 311–339. doi :10.1111/j.1469-185X.2010.00148.x. PMID  20682007. S2CID  25218654.
  32. ^ Нойманн-Лейтан, Сигрид; Мело, Педро AMC; Швамборн, Ральф; Диас, Ксиомара ФГ; Фигейредо, Лукас ГП; Сильва, Андреа П.; Кампело, Рената П.С.; Мело Жуниор, Мауро де; Мело, Нуно КВС; Коста, Алехандро ESF; Араужо, Моакир; Веледа, Дорис Р.А.; Моура, Родриго Л.; Томпсон, Фабиано (2018). «Зоопланктон из рифовой системы под влиянием шлейфа реки Амазонки». Границы микробиологии . 9 : 355. дои : 10.3389/fmicb.2018.00355 . ПМК 5838004 . ПМИД  29545783. 
  33. ^ Бьянки, Даниэле; Мислан, КАС (2016). «Глобальные закономерности времени и скорости суточной вертикальной миграции по акустическим данным». Лимнология и океанография . 61 (1): 353–364. Bibcode : 2016LimOc..61..353B. doi : 10.1002/lno.10219 . S2CID  3400176.
  34. ^ Hooff, Rian C.; Peterson, William T. (2006). «Биоразнообразие веслоногих рачков как индикатор изменений в условиях океана и климата в современной экосистеме Северной Калифорнии». Limnology and Oceanography . 51 (6): 2607–2620. Bibcode : 2006LimOc..51.2607H. doi : 10.4319/lo.2006.51.6.2607 . S2CID  16280978.
  35. ^ ab Pomerleau, Corinne; Sastri, Akash R.; Beisner, Beatrix E. (2015). «Оценка разнообразия функциональных признаков для сообществ морского зоопланктона в северо-восточной части Тихого океана». Journal of Plankton Research . 37 (4): 712–726. doi : 10.1093/plankt/fbv045 .
  36. ^ Кампос, CC; Гарсия, ТМ; Нойманн-Лейтан, С.; Соарес, Миссури (2017). «Экологические индикаторы и функциональные группы копепод». Экологические показатели . 83 : 416–426. Бибкод : 2017EcInd..83..416C. doi :10.1016/j.ecolind.2017.08.018.
  37. ^ Туомисто, Ханна (2010). «Разнообразие бета-разнообразий: исправление ошибочной концепции. Часть 1. Определение бета-разнообразия как функции альфа- и гамма-разнообразия». Ecography . 33 (1): 2–22. Bibcode : 2010Ecogr..33....2T. doi : 10.1111/j.1600-0587.2009.05880.x.
  38. ^ Виолле, Сирилл; Навас, Мари-Лора; Мерзкий, Денис; Казакова Елена; Фортунель, Клэр; Хаммель, Ирен; Гарнье, Эрик (2007). «Пусть понятие черты будет функциональным!». Ойкос . 116 (5): 882–892. дои : 10.1111/j.2007.0030-1299.15559.x.
  39. ^ Бартон, Эндрю Д.; Першинг, Эндрю Дж.; Литчман, Елена; Рекорд, Николас Р.; Эдвардс, Кайл Ф.; Финкель, Зои В.; Киорбо, Томас; Уорд, Бен А. (2013). «Биогеография черт морского планктона». Ecology Letters . 16 (4): 522–534. Bibcode :2013EcolL..16..522B. doi :10.1111/ele.12063. PMID  23360597.
  40. ^ Хант, BPV; Аллен, В.; Менкес, К.; Лоррен, А.; Грэм, Б.; Родье, М.; Пагано, М.; Карлотти, Ф. (2015). «Подход на основе связанного стабильного изотопного размера спектра к пониманию динамики пелагической пищевой сети: пример из юго-западной субтропической части Тихого океана». Исследования глубоководных районов, часть II: Тематические исследования в океанографии . 113 : 208–224. Bibcode : 2015DSRII.113..208H. doi : 10.1016/j.dsr2.2014.10.023.
  41. ^ Брун, Филипп; Пейн, Марк Р.; Кьёрбое, Томас (2016). «Биогеография черт морских веслоногих рачков — анализ в разных масштабах» (PDF) . Ecology Letters . 19 (12): 1403–1413. Bibcode : 2016EcolL..19.1403B. doi : 10.1111/ele.12688. PMID  27726281. S2CID  216070768.
  42. ^ Брун, Филипп; Пейн, Марк Р.; Кьёрбое, Томас (2017). "База данных признаков морских веслоногих рачков" (PDF) . Earth System Science Data . 9 (1): 99–113. Bibcode :2017ESSD....9...99B. doi : 10.5194/essd-9-99-2017 . S2CID  55732646.
  43. ^ Проу, А. Е. Фридерика; Виссер, Андре В.; Андерсен, Кен Х.; Тиба, Санаэ; Кьёрбо, Томас (2019). «Биогеография стратегии питания зоопланктона». Лимнология и океанография . 64 (2): 661–678. Бибкод : 2019LimOc..64..661P. дои : 10.1002/lno.11067 . S2CID  91541174.
  44. ^ Бенедетти, Фабио; Фогт, Майке; Ригетти, Дамиано; Гийомон, Франсуа; Аята, Сакина-Доротея (2018). «Различаются ли функциональные группы планктонных веслоногих ракообразных по своим экологическим нишам?» (PDF) . Журнал биогеографии . 45 (3): 604–616. Бибкод : 2018JBiog..45..604B. дои : 10.1111/jbi.13166. S2CID  90358144.

Внешние ссылки