Биоэрозия

Эрозия твердых субстратов живыми организмами

Губчатые сверления ( Entobia ) и инкрустации на современной раковине двустворчатого моллюска, Северная Каролина.

Определение ИЮПАК

Это определение описывает химический процесс биоэрозии, в частности, в применении к биосвязанным полимерам и приложениям, а не геологическую концепцию, как она изложена в тексте статьи. Деградация поверхности в результате действия клеток.

Примечание 1 : Эрозия является общей характеристикой биодеградации , осуществляемой клетками, которые прилипают к поверхности, при этом молярная масса основной массы в принципе не меняется.

Примечание 2 : Химическая деградация может проявлять характеристики клеточно-опосредованной эрозии , когда скорость разрыва химической цепи превышает скорость проникновения расщепляющего химического реагента, например, как диффузия воды в случае
гидролитически разлагаемого полимера .

Примечание 3 : Эрозия с постоянством объемной молекулярной массы наблюдается также в случае абиотической ферментативной деградации in vitro .

Примечание 4 : В некоторых случаях биоэрозия на самом деле является результатом комбинации клеточной и химической деградации. ^[1]

Биоэрозия описывает разрушение твердых океанических субстратов (реже наземных ) живыми организмами. Морская биоэрозия может быть вызвана моллюсками , полихетами , форонидами , губками , ракообразными , морскими ежами и рыбами ; она может происходить на береговых линиях , на коралловых рифах и на кораблях ; ее механизмы включают биотическое бурение, сверление, царапание и соскабливание. На суше биоэрозия обычно выполняется пионерными растениями или растительноподобными организмами, такими как лишайники , и в основном химическая (например, кислотными выделениями на известняке ) или механическая (например, корнями, прорастающими в трещины) по своей природе.

Биоэрозия коралловых рифов приводит к образованию мелкого и белого кораллового песка, характерного для тропических островов. Коралл преобразуется в песок внутренними биоэродерами, такими как водоросли , грибы , бактерии (микробуры) и губки (Clionaidae), двустворчатые моллюски (включая Lithophaga ), сипункулиды , полихеты, акроторакальные ракушки и форониды , что приводит к образованию чрезвычайно мелкого осадка диаметром от 10 до 100 микрометров. Внешние биоэрозионы включают морских ежей (например, Diadema ) и хитонов . Эти силы в совокупности вызывают значительную эрозию. Эрозия карбоната кальция морскими ежами была зарегистрирована на некоторых рифах с годовой скоростью, превышающей 20 кг/м ² .

Рыбы также разрушают кораллы, поедая водоросли . Рыбы-попугаи вызывают значительную биоэрозию, используя хорошо развитые челюстные мышцы, зубную арматуру и глоточную мельницу, чтобы измельчать проглоченный материал до частиц размером с песок. Биоэрозия арагонита кораллового рифа рыбами-попугаями может варьироваться от 1017,7 ± 186,3 кг/год (0,41 ± 0,07 м ³ /год) для Chlorurus gibbus и 23,6 ± 3,4 кг/год (9,7 10 ⁻³ ± 1,3 10 ⁻³ м ² /год) для Chlorurus sordidus (Bellwood, 1995).

Биоэрозия также хорошо известна в палеонтологической летописи на раковинах и твердых грунтах (Bromley, 1970), причем следы этой деятельности уходят далеко в докембрий (Taylor & Wilson, 2003). Макробиоэрозия, которая производит сверления, видимые невооруженным глазом, показывает две различные эволюционные радиации . Одна была в среднем ордовике (ордовикская биоэрозионная революция; см. Wilson & Palmer, 2006), а другая в юрском периоде (см. Taylor & Wilson, 2003; Bromley, 2004; Wilson, 2007). Микробиоэрозия также имеет длинную палеонтологическую летопись и свои собственные радиации (см. Glaub & Vogel, 2004; Glaub et al., 2007).

Галерея

• 
  Сверления Trypanites в твердой породе верхнего ордовика , юго-восточная Индиана; см. Wilson and Palmer (2001).
• 
  Сверления Petroxestes в твердой породе верхнего ордовика, южный Огайо; см. Wilson and Palmer (2006).
• 
  Сверления Gastrochaenolites в твердой почве средней юры , южная часть штата Юта; см. Wilson and Palmer (1994).
• 
  Многочисленные отверстия в меловой гальке, Фарингдон , Англия; см. Уилсон (1986).
• 
  Поперечное сечение юрского скального грунта; среди отложений присутствуют Gastrochaenolites (некоторые с двустворчатыми моллюсками ) и Trypanites ; холмы Мендип , Англия; масштабная линейка = 1 см.
• 
  Тередолиты , сверлящие сваи современной пристани; работа двустворчатых моллюсков, известных как « корабельные черви ».
• 
  Поперечный разрез ордовикских отложений с просверленными отверстиями трипанитов , заполненными доломитом; южный Огайо.
• 
  Гастрохенолиты , обнаруженные в перекристаллизованном склерактиновом коралле, формация Матмор (средняя юра ) на юге Израиля .
• 
  Osprioneides Borings у силурийского строматопороида с Сааремаа , Эстония ; см. Винн, Уилсон и Мытус (2014).
• 
  Ископаемые останки морского ежа Gnathichnus pentax на устрице из сеноманских отложений Хамахтеш-Хагадола , южный Израиль.
• 
  Геопетальная структура в двустворчатом отверстии в кораллах; видна двустворчатая раковина; формация Матмор (средняя юра), южный Израиль.
• 
  Отверстия в мшанке верхнего ордовика, формация Белвью, северный Кентукки; полированное поперечное сечение.

Смотрите также

• Биопиттинг
• Геоморфология  – научное изучение форм рельефа
  • Биогеоморфология  – изучение взаимодействия организмов и развития рельефа.
  • Береговая эрозия  – смещение земли вдоль береговой линии.
• Морская биогенная кальцификация

Ссылки

1. Vert, Michel; Doi, Yoshiharu; Hellwich, Karl-Heinz; Hess, Michael; Hodge, Philip; Kubisa, Przemyslaw; Rinaudo, Marguerite; Schué, François (2012). "Terminology for biorelated polymers and applications (IUPAC Recommendations 2012)" (PDF) . Pure and Applied Chemistry . 84 (2): 377–410. doi :10.1351/PAC-REC-10-12-04. S2CID  98107080. Архивировано из оригинала (PDF) 2015-03-19 . Получено 2013-07-27 .

• Беллвуд, DR (1995). «Прямая оценка биоэрозии двумя видами рыб-попугаев, Chlorurus gibbus и C. sordidus , на Большом Барьерном рифе, Австралия». Морская биология . 121 (3): 419–429. Bibcode : 1995MarBi.121..419B. doi : 10.1007/BF00349451. S2CID  85045930.
• Бромли, Р. Г. (1970). «Сверла как следы ископаемых и Entobia cretacea Portlock как пример». В Crimes, TP; Harper, JC (ред.). Следы ископаемых . Специальный выпуск Geological Journal 3. стр. 49–90.
• Бромли, Р. Г. (2004). «Стратиграфия морской биоэрозии». В Д. Макилрое (ред.). Применение ихнологии к палеоэкологическому и стратиграфическому анализу . Геологическое общество Лондона, Специальные публикации 228. Лондон: Геологическое общество. стр. 455–481. ISBN 1-86239-154-8.
• Glaub, I.; Golubic, S.; Gektidis, M.; Radtke, G.; Vogel, K. (2007). «Микробурения и микробные эндолиты: геологические последствия». В Miller III, W (ред.). Следы ископаемых: концепции, проблемы, перспективы . Амстердам: Elsevier. стр. 368–381. ISBN 978-0-444-52949-7.
• Глауб, И.; Фогель, К. (2004). «Стратиграфическая летопись микробурений». Ископаемые и слои . 51 : 126–135. doi :10.18261/9781405169851-2004-08. ISBN 9781405169851. ISSN  0300-9491.
• Палмер, Т. Дж. (1982). «Изменения от кембрия до мела в сообществах твердой почвы». Lethaia . 15 (4): 309–323. Bibcode : 1982Letha..15..309P. doi : 10.1111/j.1502-3931.1982.tb01696.x.
• Taylor, PD; Wilson, MA (2003). "Палеоэкология и эволюция сообществ морского твердого субстрата" (PDF) . Earth-Science Reviews . 62 (1–2): 1–103. Bibcode :2003ESRv...62....1T. doi :10.1016/S0012-8252(02)00131-9. Архивировано из оригинала (PDF) 2009-03-25.
• Vinn, O.; Wilson, MA; Mõtus, M.-A. (2014). "Самые ранние гигантские осприонеиды из сандбийского яруса (поздний ордовик) Эстонии". PLOS ONE . ​​9 (6: e99455): e99455. Bibcode :2014PLoSO...999455V. doi : 10.1371/journal.pone.0099455 . PMC  4047083 . PMID  24901511.
• Уилсон, МА (1986). «Целобиты и пространственные убежища в фауне нижнего мела, обитающей на булыжниках». Палеонтология . 29 : 691–703. ISSN  0031-0239.
• Wilson, MA (2007). «Макробурения и эволюция биоэрозии». В Miller III, W (ред.). Следы ископаемых: концепции, проблемы, перспективы . Амстердам: Elsevier. стр. 356–367. ISBN 978-0-444-52949-7.
• Wilson, MA; Palmer, TJ (1994). «Карбонатный хардграунд в формации Кармель (средняя юра, юго-запад Юты, США) и связанные с ним инкрустеры, сверлильщики и гнездовья». Ichnos . 3 (2): 79–87. Bibcode :1994Ichno...3...79W. doi :10.1080/10420949409386375.
• Wilson, MA; Palmer, TJ (2001). «Домицилии, а не хищные сверлильные устройства: более простое объяснение отверстий в ордовикских раковинах, проанализированных Капланом и Баумиллером в 2000 году». PALAIOS . 16 (5): 524–525. Bibcode : 2001Palai..16..524W. doi : 10.1669/0883-1351(2001)016<0524:DNPBAS>2.0.CO;2. S2CID  130036115.
• Wilson, MA; Palmer, TJ (2006). «Закономерности и процессы в ордовикской биоэрозионной революции» (PDF) . Ichnos . 13 (3): 109–112. Bibcode :2006Ichno..13..109W. doi :10.1080/10420940600850505. S2CID  128831144. Архивировано из оригинала (PDF) 2008-12-16.

Дальнейшее чтение

• Vinn, O.; Wilson, MA (2010). «Распространение гигантских сверлений Osprioneides kampto в строматопороидах нижнего силура (шейнвудского яруса) острова Сааремаа, Эстония». Ichnos . 17 (3): 166–171. Bibcode :2010Ichno..17..166V. doi :10.1080/10420940.2010.502478. S2CID  128990588 . Получено 10 июня 2014 г. .
• Винн, О.; Уилсон, МА (2010). "Ранние крупные бурения из твердой почвы фло-дапингского возраста (ранний и средний ордовик) на северо-востоке Эстонии (Балтика)". Carnets de Géologie . 2010 : CG2010_L04. doi : 10.4267/2042/35594 .
• Винн, О.; Уилсон, МА; Тоом, У. (2015). «Биоэрозия неорганических твердых субстратов в ордовике Эстонии (Балтика)». PLOS ONE . ​​10 (7): e0134279. Bibcode :2015PLoSO..1034279V. doi : 10.1371/journal.pone.0134279 . PMC  4517899 . PMID  26218582.

Внешние ссылки

• Сайт биоэрозии в колледже Вустера