Морская среда обитания – это среда обитания , поддерживающая морскую жизнь . Морская жизнь в некотором роде зависит от соленой воды , находящейся в море (термин морской происходит от латинского mare , что означает море или океан). Среда обитания – это экологическая или экологическая зона, населенная одним или несколькими живыми видами . [1] Морская среда поддерживает многие виды этих сред обитания.
Морские среды обитания можно разделить на прибрежные и открытые океанские . Прибрежные места обитания встречаются на территории, простирающейся от береговой линии во время прилива до края континентального шельфа . Большая часть морской жизни обитает в прибрежных средах обитания, хотя шельф занимает лишь семь процентов общей площади океана. Среда обитания в открытом океане находится в глубоком океане за краем континентального шельфа.
Альтернативно морскую среду обитания можно разделить на пелагическую и демерсальную зоны . Места обитания пеликанов встречаются вблизи поверхности или в толще открытой воды , вдали от дна океана. Демерсальные места обитания находятся вблизи океана или на его дне. Организм, обитающий в пелагической среде обитания, называется пелагическим организмом, как и пелагические рыбы . Точно так же организм, обитающий в демерсальной среде обитания, называется демерсальным организмом, как и демерсальные рыбы . Пелагическая среда обитания по своей природе меняется и эфемерна, в зависимости от того, что делают океанские течения .
Морские среды обитания могут быть изменены их обитателями. Некоторые морские организмы, такие как кораллы , водоросли , мангровые заросли и морские травы , являются инженерами экосистем , которые изменяют морскую среду до такой степени, что создают дополнительную среду обитания для других организмов. По объему океан обеспечивает большую часть обитаемого пространства на планете. [2]
В отличие от наземных сред обитания, морские среды обитания изменчивы и эфемерны . Плавающие организмы находят районы на краю континентального шельфа хорошей средой обитания, но только тогда, когда апвеллинги выносят на поверхность богатую питательными веществами воду. Моллюски находят среду обитания на песчаных пляжах, но штормы, приливы и течения заставляют их среду обитания постоянно обновляться.
Присутствие морской воды характерно для всех морских сред обитания. Помимо этого, многие другие факторы определяют, является ли морской район хорошей средой обитания и какой тип среды обитания он создает. Например:
Есть пять основных океанов, из которых Тихий океан почти такой же большой, как и все остальные вместе взятые. Береговые линии окаймляют землю на протяжении почти 380 000 километров.
В общей сложности океан занимает 71 процент мировой поверхности, его средняя глубина составляет почти четыре километра. По объему океан содержит более 99 процентов жидкой воды Земли. [10] [11] [12] Писатель-фантаст Артур Кларк отметил, что было бы более уместно называть планету Земля планетой Море или планетой Океан. [13] [14]
Морские среды обитания можно условно разделить на пелагические и демерсальные среды обитания. Пелагические местообитания – это места обитания в толще открытой воды , вдали от дна океана. Демерсальные среды обитания — это среды обитания, расположенные вблизи океана или на его дне. Организм, обитающий в пелагической среде обитания, называется пелагическим организмом, как и пелагические рыбы . Точно так же организм, обитающий в демерсальной среде обитания, называется демерсальным организмом, как и демерсальные рыбы . Пелагические среды обитания по своей сути эфемерны, в зависимости от того, что делают океанские течения .
Наземная экосистема зависит от верхнего слоя почвы и пресной воды, тогда как морская экосистема зависит от растворенных питательных веществ, смываемых с земли. [15]
Деоксигенация океана представляет угрозу для морской среды обитания из-за роста зон с низким содержанием кислорода. [16]
В морских системах океанские течения играют ключевую роль в определении того, какие районы являются эффективной средой обитания, поскольку океанские течения переносят основные питательные вещества, необходимые для поддержания морской жизни. [17] Планктон – это населяющие океан формы жизни, которые настолько малы (менее 2 мм), что не могут эффективно передвигаться по воде, а вместо этого вынуждены дрейфовать по течению. Если течение несет нужные питательные вещества и если оно также течет на достаточно небольшой глубине, где много солнечного света, то такое течение само по себе может стать подходящей средой обитания для фотосинтезирующих крошечных водорослей, называемых фитопланктоном . Эти крошечные растения являются основными производителями в океане, в начале пищевой цепи . В свою очередь, по мере роста популяции дрейфующего фитопланктона вода становится подходящей средой обитания для зоопланктона , питающегося фитопланктоном. В то время как фитопланктон представляет собой крошечные дрейфующие растения, зоопланктон представляет собой крошечных дрейфующих животных, таких как личинки рыб и морских беспозвоночных . Если достаточное количество зоопланктона приживается, течение становится кандидатом на место обитания кормовых рыб , которые им питаются. А затем, если в этот район переселится достаточное количество кормовой рыбы, он станет кандидатом на место обитания для более крупных хищных рыб и других морских животных, питающихся кормовой рыбой. Таким динамичным образом само течение со временем может стать движущейся средой обитания для множества видов морской жизни.
Океанские течения могут возникать из-за разницы в плотности воды. Плотность воды зависит от того, насколько она соленая или теплая. Если вода имеет разное содержание солей или температуру, то разная плотность вызовет течение. Более соленая или более прохладная вода будет более плотной и будет тонуть по отношению к окружающей воде. И наоборот, более теплая и менее соленая вода будет всплывать на поверхность. Атмосферные ветры и перепады давления также вызывают поверхностные течения, волны и сейши . Океанские течения также генерируются гравитационным притяжением Солнца и Луны ( приливы ) и сейсмической активностью ( цунами ). [17]
Вращение Земли влияет на направление океанских течений и объясняет, в какую сторону вращаются большие круговые океанские круговороты на изображении выше слева. Предположим, течение на экваторе движется на север. Земля вращается на восток, поэтому вода обладает этим вращательным моментом. Но чем дальше вода движется на север, тем медленнее движется земля на восток. Если бы течение могло достичь Северного полюса, Земля вообще не двигалась бы на восток. Чтобы сохранить свой вращательный момент, чем дальше течение движется на север, тем быстрее оно должно двигаться на восток. В результате ток изгибается вправо. Это эффект Кориолиса . Оно наиболее слабое на экваторе и наиболее сильное на полюсах. Эффект противоположный к югу от экватора, где течения изгибаются влево. [17]
Топография морского дна (топография океана или морская топография) относится к форме суши ( топографии ), когда она соединяется с океаном. Эти формы очевидны вдоль береговой линии, но в значительной степени они встречаются и под водой. Эффективность морской среды обитания частично определяется этими формами, в том числе тем, как они взаимодействуют с океанскими течениями и формируют их , а также тем, как уменьшается солнечный свет, когда эти формы рельефа занимают все большую глубину. Приливные сети зависят от баланса между осадочными процессами и гидродинамикой, однако антропогенное воздействие может повлиять на природную систему больше, чем любой физический фактор. [18]
Морская топография включает прибрежные и океанические формы рельефа, начиная от прибрежных эстуариев и береговых линий и заканчивая континентальными шельфами и коралловыми рифами . Дальше, в открытом океане, они включают в себя подводные и глубоководные объекты, такие как океанские возвышения и подводные горы . Подводная поверхность имеет гористые особенности, включая охватывающую весь земной шар систему срединно-океанических хребтов , а также подводные вулканы , [19] океанические впадины , подводные каньоны , океанические плато и абиссальные равнины .
Масса Мирового океана составляет примерно 1,35 × 1018 метрических тонн , или около 1/4400 общей массы Земли. Океаны занимают площадь 3,618 × 10.8 км 2 со средней глубиной 3682 м, что дает расчетный объем 1,332 × 109 км 3 . [20]Одним из показателей относительной важности различных морских сред обитания является скорость, с которой они производят биомассу .
Морские побережья — это динамичная среда, которая постоянно меняется, подобно океану, который частично их формирует. Естественные процессы Земли, включая погоду и изменение уровня моря , приводят к эрозии , нарастанию и изменению берегов, а также к затоплению и созданию континентальных шельфов и затопленных речных долин .
Основными агентами, ответственными за отложения и эрозию вдоль береговой линии, являются волны , приливы и течения . Формирование берегов также зависит от природы пород, из которых они состоят: чем тверже камни, тем меньше вероятность их эрозии, поэтому различия в твердости пород приводят к тому, что береговые линии имеют разную форму.
Приливы часто определяют диапазон отложения или эрозии отложений. Области с высокими диапазонами приливов позволяют волнам достигать дальше берега, а районы с более низкими диапазонами приливов вызывают отложения на меньшем интервале высот. На диапазон приливов влияют размер и форма береговой линии. Приливы сами по себе обычно не вызывают эрозию; однако приливные волны могут разрушаться, когда волны поднимаются вверх по устьям рек из океана. [24]
Берега, которые кажутся постоянными в течение короткой человеческой жизни, на самом деле являются одними из самых временных из всех морских сооружений. [25]
Волны разрушают береговую линию, разбиваясь о берег, высвобождая свою энергию; чем больше волна, тем больше энергии она выделяет и тем больше осадка перемещается. Осадки, отложившиеся волнами, поступают из размытых скал и перемещаются волнами вдоль береговой линии. Отложения, отложенные реками, оказывают преобладающее влияние на количество отложений, расположенных на береговой линии. [26]
Седиментолог Фрэнсис Шепард классифицировал побережья как первичные и вторичные . [27]
Континентальные береговые линии обычно имеют континентальный шельф — шельф относительно мелководный, глубиной менее 200 метров, простирающийся в среднем на 68 км за пределы побережья. Во всем мире континентальные шельфы занимают общую площадь около 24 миллионов км 2 (9 миллионов квадратных миль), что составляет 8% общей площади океана и почти 5% общей площади мира. [29] [30] Поскольку глубина континентального шельфа обычно составляет менее 200 метров, из этого следует, что прибрежные среды обитания, как правило , фототические и расположены в освещенной солнцем эпипелагиали . Это означает, что условия для фотосинтетических процессов, столь важных для первичного производства , доступны прибрежным морским местообитаниям. Поскольку земля находится поблизости, в прибрежные воды происходят большие сбросы богатых питательными веществами земельных стоков . Кроме того, периодические апвеллинги из глубин океана могут создавать прохладные и богатые питательными веществами течения вдоль края континентального шельфа.
В результате прибрежная морская жизнь является самой богатой в мире. Он встречается в приливных бассейнах , фьордах и эстуариях , вблизи песчаных и скалистых берегов, вокруг коралловых рифов и на континентальном шельфе или над ним. Прибрежные рыбы включают мелкую кормовую рыбу, а также более крупных хищных рыб , которые ими питаются. Кормовая рыба процветает в прибрежных водах, где высокая продуктивность обусловлена апвеллингом и стоком питательных веществ с береговой линии. Некоторые из них являются частичными обитателями и нерестятся в ручьях, устьях рек и заливах, но большинство завершает свой жизненный цикл в этой зоне. [31] Между видами, населяющими соседние морские среды обитания, также может существовать мутуализм . Например, окаймляющие рифы чуть ниже уровня отлива имеют взаимовыгодные отношения с мангровыми лесами на уровне прилива и лугами с морской травой между ними: рифы защищают мангровые заросли и морскую траву от сильных течений и волн, которые могут повредить их или размыть отложения в в которых они укоренены, а мангровые заросли и морские травы защищают кораллы от больших притоков ила , пресной воды и загрязняющих веществ . Этот дополнительный уровень разнообразия в окружающей среде полезен для многих видов животных коралловых рифов, которые, например, могут питаться морской травой и использовать рифы для защиты или размножения. [32]
Прибрежные среды обитания являются наиболее заметными морскими средами обитания, но они не единственные важные морские среды обитания. Протяженность береговой линии составляет 380 тысяч километров, а общий объём океана — 1,370 миллиона кубических километров. Это означает, что на каждый метр побережья приходится 3,6 куб. км океанского пространства, доступного где-то для морской среды обитания.
Приливные зоны , то есть районы, расположенные вблизи берега, постоянно обнажаются и покрываются океанскими приливами . В этой зоне обитает огромное количество живых существ.
Береговые среды обитания варьируются от верхних приливных зон до районов, где наземная растительность занимает видное место. Он может находиться под водой где угодно – от ежедневного до очень редкого. Многие виды здесь являются падальщиками, живущими за счет морской жизни, выброшенной на берег. Многие наземные животные также активно используют прибрежные и приливные места обитания. Подгруппа организмов в этой среде обитания бурит и измельчает обнаженные породы в процессе биоэрозии .
_-_geograph.org.uk_-_785899.jpg/1280px-The_White_Rocks_near_Portrush_(1)_-_geograph.org.uk_-_785899.jpg)
Песчаные берега, также называемые пляжами , представляют собой прибрежные береговые линии, на которых скапливается песок . Волны и течения перемещают песок, постоянно создавая и разрушая береговую линию. Береговые течения текут параллельно пляжам, заставляя волны косо разбиваться о песок. Эти течения переносят большое количество песка вдоль побережья, образуя косы , барьерные острова и томболо . Береговые течения также обычно создают прибрежные бары , которые придают пляжам некоторую стабильность за счет уменьшения эрозии. [33]
Песчаные берега полны жизни. В песчинках обитают диатомовые водоросли , бактерии и другие микроскопические существа. Некоторые рыбы и черепахи возвращаются на определенные пляжи и откладывают икру в песок. На пляжах обитают птицы, такие как чайки , гагары , кулики , крачки и пеликаны . На них восстанавливают силы водные млекопитающие , например морские львы. Моллюски , барвинки , крабы , креветки , морские звезды и морские ежи встречаются на большинстве пляжей. [34]
Песок — это осадок , состоящий из мелких зерен или частиц диаметром от 60 мкм до 2 мм. [35] Грязь (см. илистые отмели ниже) представляет собой осадок, состоящий из частиц, более мелких, чем песок. Этот небольшой размер частиц означает, что частицы грязи имеют тенденцию слипаться, а частицы песка - нет. Грязь нелегко перенести волнами и течениями, а когда она высыхает, слеживается в твердое вещество. Напротив, песок легко перемещается волнами и течениями, а когда песок высыхает, его может разносить ветер, накапливаясь в движущихся песчаных дюнах . За пределами отметки прилива, если пляж расположен низко, ветер может образовать холмы из песчаных дюн. Небольшие дюны смещаются и меняют форму под воздействием ветра, в то время как более крупные дюны стабилизируют песок растительностью. [33]
Океанские процессы сортируют рыхлые отложения до размеров частиц , отличных от песка, таких как гравий или булыжник . Волны, разбивающиеся о пляж, могут оставить на отметке прилива берму , представляющую собой приподнятую гряду из более крупной гальки или песка. Галечные пляжи состоят из частиц крупнее песка, таких как булыжник или мелкие камни. Эти пляжи представляют собой плохую среду обитания. Лишь немногие жизни выживают, потому что камни взбиваются и сбиваются вместе волнами и течениями. [33]
Относительная прочность скалистых берегов, кажется, придает им постоянство по сравнению с изменчивой природой песчаных берегов. Эта кажущаяся стабильность не реальна даже в очень коротких геологических временных масштабах, но она достаточно реальна в течение короткой жизни организма. В отличие от песчаных берегов, растения и животные могут прикрепляться к камням. [36]
Конкуренция может возникнуть за скалистые пространства. Например, ракушки могут успешно конкурировать на открытых скалах приливной зоны до такой степени, что поверхность скалы будет покрыта ими. Ракушки устойчивы к высыханию и хорошо прилипают к обнаженным скалам. Однако в расщелинах одних и тех же скал обитатели разные. Здесь удачным видом могут оказаться мидии , прикрепленные к скале своими биссальными нитями . [36]
Скалистые и песчаные побережья уязвимы, поскольку люди находят их привлекательными и хотят жить рядом с ними. Все большая часть людей живет у побережья, оказывая давление на прибрежные среды обитания. [36]
Илистые отмели — это прибрежные водно-болотные угодья, которые образуются, когда грязь откладывается приливами или реками. Они встречаются в защищенных местах, таких как заливы , заливы , лагуны и устья рек . С геологической точки зрения илистые отмели можно рассматривать как обнаженные слои заливного ила , образовавшиеся в результате отложения устьевого ила , глины и детрита морских животных . Большая часть отложений на илистой отмели находится в приливной зоне , поэтому равнина погружается и обнажается примерно два раза в день.
Мангровые болота и солончаки образуют важные прибрежные места обитания в тропических и умеренных регионах соответственно.
Мангровые заросли – это виды кустарников и деревьев среднего размера, которые растут в засоленных прибрежных отложениях в тропиках и субтропиках – в основном между 25° с.ш. и 25° южной широты . Засоленные условия, переносимые различными видами, варьируются от солоноватой воды до чистой морской воды (30 до 40 частей на миллион ), к воде, концентрированной в результате испарения до более чем вдвое большей солености морской воды океана (до 90 частей на миллион). [37] [38] Существует множество видов мангровых деревьев, не все из которых тесно связаны. Термин «мангровые заросли» обычно используется для обозначения всех этих видов, но его можно использовать и в узком смысле, чтобы охватить только мангровые деревья рода Rhizophora .
Мангровые заросли образуют характерную среду обитания солончаковых лесов или кустарников , называемую мангровым болотом или мангровым лесом . [39] Мангровые болота встречаются в прибрежных зонах осадконакопления, где мелкие отложения (часто с высоким содержанием органических веществ) собираются в районах, защищенных от воздействия волн высокой энергии. Мангровые заросли занимают три четверти тропического побережья. [38]
Устье — частично огороженный прибрежный водоем с одной или несколькими впадающими в него реками или ручьями , имеющий свободный выход в открытое море . [40] Эстуарии образуют переходную зону между речной и океанской средой и подвержены как морским воздействиям, таким как приливы, волны, так и приток соленой воды; и речные воздействия, такие как потоки пресной воды и наносов. Приток как морской, так и пресной воды обеспечивает высокий уровень питательных веществ как в водной толще, так и в отложениях, что делает устья рек одними из самых продуктивных природных сред обитания в мире. [41]
Большинство эстуариев образовались в результате затопления речных или ледниковых долин, когда уровень моря начал повышаться около 10 000–12 000 лет назад. [42] Они являются одними из наиболее густонаселенных районов мира: около 60% мирового населения проживает вдоль эстуариев и побережья. В результате эстуарии подвергаются деградации под воздействием многих факторов, включая отложение осадков в результате эрозии почвы в результате вырубки лесов; чрезмерный выпас и другие неэффективные методы ведения сельского хозяйства; чрезмерный вылов рыбы; осушение и заполнение водно-болотных угодий; эвтрофикация из-за чрезмерного содержания питательных веществ из сточных вод и отходов животноводства; загрязняющие вещества, включая тяжелые металлы, ПХБ, радионуклиды и углеводороды, из сточных вод; и возведение дамб или плотин для борьбы с наводнениями или отвода воды. [42]
Эстуарии обеспечивают среду обитания для большого количества организмов и поддерживают очень высокую продуктивность. Эстуарии обеспечивают среду обитания для питомников лосося и морской форели [43] , а также популяций перелетных птиц. [44] Двумя основными характеристиками жизни в эстуариях являются изменчивость солености и осадконакопления . Многие виды рыб и беспозвоночных обладают различными методами контроля или адаптации к изменениям концентрации соли и называются осмоконформерами и осморегуляторами . Многие животные также роют норы , чтобы избежать нападения хищников и жить в более стабильной осадочной среде. Однако в отложениях обнаружено большое количество бактерий, которым очень требуется кислород. Это снижает уровень кислорода в отложениях, что часто приводит к частично бескислородным условиям, которые могут еще больше усугубляться ограниченным потоком воды. Фитопланктон является ключевым первичным продуцентом в эстуариях. Они движутся вместе с водоемами и могут быть смыты приливами и отливами . Их продуктивность во многом зависит от мутности воды. Основным фитопланктоном являются диатомеи и динофлагелляты , которые в изобилии присутствуют в отложениях.
Леса из водорослей — это подводные территории с высокой плотностью водорослей . Они образуют одни из самых продуктивных и динамичных экосистем на Земле. [45] Меньшие участки закрепившихся водорослей называются зарослями водорослей . Леса водорослей встречаются по всему миру в умеренных и полярных прибрежных океанах. [45]
Леса водорослей представляют собой уникальную трехмерную среду обитания для морских организмов и являются источником понимания многих экологических процессов. За последнее столетие они были в центре внимания обширных исследований, особенно в области трофической экологии, и продолжают вызывать важные идеи, актуальные за пределами этой уникальной экосистемы. Например, леса водорослей могут влиять на прибрежные океанографические модели [46] и предоставлять множество экосистемных услуг . [47]
Однако люди внесли свой вклад в деградацию лесов из водорослей . Особую озабоченность вызывают последствия чрезмерного вылова прибрежных экосистем, который может освободить травоядных от их нормального регулирования численности и привести к чрезмерному выпасу водорослей и других водорослей. [48] Это может быстро привести к переходу к бесплодным ландшафтам, где сохраняется относительно мало видов. [49]
Ламинария , которую часто считают экосистемным инженером , обеспечивает физический субстрат и среду обитания для лесных сообществ ламинарии. [50] У водорослей (Царство: Protista ) тело отдельного организма известно как слоевище , а не как растение (Царство: Plantae ). Морфологическое строение слоевища ламинарии определяется тремя основными структурными единицами: [49]
Кроме того, у многих видов водорослей есть пневматоцисты или наполненные газом пузыри, обычно расположенные у основания листьев рядом с ножкой. Эти конструкции обеспечивают необходимую плавучесть водорослей, чтобы они могли сохранять вертикальное положение в толще воды.
Факторы окружающей среды, необходимые для выживания водорослей, включают твердый субстрат (обычно камень), высокое содержание питательных веществ (например, азота, фосфора) и свет (минимальная годовая доза облучения > 50 Эм -2 [51] ). Особенно продуктивные леса водорослей, как правило, связаны с областями значительного океанографического апвеллинга — процесса, который доставляет прохладную, богатую питательными веществами воду с глубины в смешанный поверхностный слой океана . [51] Поток воды и турбулентность способствуют ассимиляции питательных веществ через листья водорослей по всей толще воды. [52] Прозрачность воды влияет на глубину, на которую может передаваться достаточное количество света. В идеальных условиях гигантские водоросли ( Macrocystis spp. ) могут вырасти на 30-60 сантиметров по вертикали в день. Некоторые виды, такие как Nereocystis, являются однолетними, тогда как другие, такие как Eisenia , являются многолетними и живут более 20 лет. [53] В многолетних лесах из водорослей максимальные темпы роста наблюдаются в месяцы апвеллинга (обычно весной и летом), а отмирание соответствует снижению доступности питательных веществ, более коротким фотопериодам и увеличению частоты штормов. [49]
.jpg/1280px-Fan_mussel_(Pinna_nobilis).jpg)
Морские травы — это цветковые растения одного из четырех семейств растений, произрастающих в морской среде. Их называют морскими травами , потому что листья длинные и узкие, часто зеленые, а также потому, что растения часто растут на больших лугах, похожих на луга. Поскольку морские травы фотосинтезируют и находятся под водой, они должны расти под водой в фотозоне , где достаточно солнечного света. По этой причине большинство из них встречается в мелких и защищенных прибрежных водах, закрепленных на песчаном или илистом дне.
Морские травы образуют обширные заросли или луга , которые могут быть как моновидовыми (состоящими из одного вида), так и многовидовыми (где сосуществуют более одного вида). Заросли морских водорослей образуют очень разнообразные и продуктивные экосистемы . Они являются домом для таких типов , как молодь и взрослые рыбы, эпифитные и свободноживущие макро- и микроводоросли , моллюски , щетинистые черви и нематоды . Первоначально считалось, что лишь немногие виды питаются непосредственно листьями морских водорослей (отчасти из-за их низкого содержания питательных веществ), но научные обзоры и улучшенные методы работы показали, что травоядные виды морских водорослей являются очень важным звеном в пищевой цепи: сотни видов питаются морскими травами. во всем мире, включая зеленых черепах , дюгоней , ламантинов , рыб , гусей , лебедей , морских ежей и крабов .
Морские травы являются инженерами экосистемы в том смысле, что они частично создают свою собственную среду обитания. Листья замедляют течение воды, увеличивая отложение осадков , а корни и корневища морских водорослей стабилизируют морское дно. Их важность для ассоциированных видов обусловлена главным образом обеспечением убежища (благодаря их трехмерной структуре в толще воды), а также чрезвычайно высокой скоростью первичной продукции . В результате морские травы обеспечивают прибрежные зоны экосистемными услугами , такими как места для рыболовства , защиту от волн , производство кислорода и защиту от береговой эрозии . На луга с водорослями приходится 15% общего объема запасов углерода в океане. [54]
Риф — это гряда или отмеля скал, кораллов или аналогичного относительно устойчивого материала, лежащая под поверхностью естественного водоема. [55] Многие рифы возникают в результате естественных абиотических процессов, но есть также рифы, такие как коралловые рифы тропических вод, образовавшиеся в результате биотических процессов, в которых доминируют кораллы и коралловые водоросли . Искусственные рифы , такие как затонувшие корабли и другие антропогенные подводные сооружения, могут возникать намеренно или в результате аварии, а иногда и специально предназначены для повышения физической сложности безликого песчаного дна, тем самым привлекая более разнообразное собрание организмов. Рифы часто располагаются довольно близко к поверхности, но не все определения требуют этого. [55] Окаймляющие рифы, наиболее распространенный тип рифов, встречаются вблизи береговой линии и окружающих островов. [56]
Коралловые рифы представляют собой одни из самых плотных и разнообразных мест обитания в мире. Самыми известными типами рифов являются тропические коралловые рифы , существующие в большинстве тропических вод; однако коралловые рифы могут существовать и в холодной воде. Рифы застроены кораллами и другими животными, откладывающими кальций , обычно на вершине скалистого обнажения на дне океана. Рифы могут расти и на других поверхностях, что позволило создать искусственные рифы . Коралловые рифы также поддерживают огромное сообщество жизни, включая сами кораллы, их симбиотические зооксантеллы , тропических рыб и многие другие организмы.
Большое внимание в морской биологии уделяется коралловым рифам и погодному явлению Эль-Ниньо . В 1998 году коралловые рифы пережили самое серьезное массовое обесцвечивание за всю историю, когда огромные пространства рифов по всему миру погибли из-за того, что температура поверхности моря выросла значительно выше нормы. [57] [58] Некоторые рифы восстанавливаются, но ученые говорят, что от 50% до 70% коралловых рифов в мире сейчас находятся под угрозой исчезновения, и прогнозируют, что глобальное потепление может усугубить эту тенденцию. [59] [60] [61] [62]
Поверхностный микрослой океана служит переходной областью между атмосферой и океаном. Он покрывает около 70% поверхности Земли и покрывает большую часть океанских вод на планете. [64] Микрослой известен своими уникальными биологическими и химическими свойствами, которые придают ему небольшую собственную экосистему и служат средой обитания, отличной от более глубоких океанских вод.
Поверхностный микрослой на самом деле не является полностью водным, как остальная часть океана, а ближе к своего рода гидратированному гелю, состоящему из концентрированных питательных веществ, образующих биологическую пленку над водой, которую он покрывает. Эта пленка богата микробами, которые обеспечивают взаимодействие между солнцем, атмосферой и водами внизу.
Несмотря на свою тонкость, поверхностный микрослой имеет решающее значение для жизни под ним. Из-за богатой микробами и питательными веществами среды в микрослой для инкубации часто откладываются личинки рыб и других водных животных. Планктон в микрослое отчетливо приспособлен к тому, чтобы противостоять высоким уровням радиации, и служит буфером, предотвращающим попадание потенциально вредного излучения на более глубокие воды. Изменения окружающей среды, такие как аэрозоли или пыльные бури, могут привести к тому, что поверхностный планктон станет сверхпродуктивным, что приведет к цветению . [64]
Из-за уникальных свойств микрослоя загрязняющие вещества часто накапливаются внутри и используют его для достижения других частей океана. Гидрофобные соединения, такие как нефть , антипирены и тяжелые металлы, имеют особое сродство к поверхностному микрослою. В последнее время обилие аэрозолей и микропластика также оказало влияние на SML, и их накопление привело ко многим проблемам, например, употребление этих соединений животными в пищу, что привело к повсеместному нарушению баланса и распространению этих соединений среди морских сообществ.
Поверхностный микрослой также имеет решающее значение для газообмена между атмосферой и океаном. Поскольку микрослой заполнен микробами, широко распространено мнение, что он играет решающую роль в газообмене и поглощении питательных веществ, но данных об этом собрано относительно мало. Центральной особенностью микрослоя является температура, поскольку она является индикатором того, как загрязнители и деятельность человека влияют на океан. [64]
Поверхностные воды освещены солнцем. Говорят, что воды на глубине около 200 метров находятся в эпипелагиали . В эпипелагическую зону поступает достаточно солнечного света, чтобы обеспечить фотосинтез фитопланктона . Эпипелагическая зона обычно бедна питательными веществами. Частично это связано с тем, что органические остатки, образующиеся в этой зоне, такие как экскременты и мертвые животные, опускаются на глубину и теряются в верхней зоне. Фотосинтез может происходить только при наличии солнечного света и питательных веществ. [63]
В некоторых местах, например, на границах континентальных шельфов, питательные вещества могут подниматься из глубины океана или сточные воды могут распространяться штормами и океанскими течениями. В этих районах, учитывая, что сейчас присутствуют и солнечный свет, и питательные вещества, фитопланктон может быстро утвердиться, размножаясь настолько быстро, что вода становится зеленой от хлорофилла, что приводит к цветению водорослей . Эти богатые питательными веществами поверхностные воды являются одними из самых биологически продуктивных в мире и содержат миллиарды тонн биомассы . [63]
«Фитопланктон поедается зоопланктоном — мелкими животными, которые, как и фитопланктон, дрейфуют в океанских течениях. Наиболее распространенными видами зоопланктона являются копеподы и криль : крошечные ракообразные , которые являются самыми многочисленными животными на Земле. Другие виды зоопланктона включают медуз и личинки рыб, морские черви , морские звезды и другие морские организмы». [63] В свою очередь, зоопланктон поедается животными -фильтраторами , в том числе некоторыми морскими птицами , мелкой кормовой рыбой , такой как сельдь и сардины, китовыми акулами , скатами манта и самым крупным животным в мире, синим китом . И снова, продвигаясь вверх по пищевой цепочке , мелкая кормовая рыба, в свою очередь, поедается более крупными хищниками, такими как тунец, марлин, акулы, крупные кальмары, морские птицы, дельфины и зубатые киты . [63]
Открытый океан относительно непродуктивен из-за нехватки питательных веществ, однако, поскольку он настолько огромен, в нем содержится больше первичной продукции , чем в любой другой морской среде обитания. Лишь около 10 процентов морских видов обитают в открытом океане. Но среди них есть самые крупные и быстрые из всех морских животных, а также животные, которые ныряют глубже всех и мигрируют дольше всех. В глубинах скрываются животные, которые, на наш взгляд, кажутся совершенно инопланетными. [65]
Глубокое море начинается в афотической зоне — точке, где солнечный свет теряет большую часть своей энергии в воде. Многие формы жизни, обитающие на этих глубинах, обладают способностью создавать собственный свет — уникальная эволюция, известная как биолюминесценция . [ нужна цитата ]
В глубоком океане воды простираются намного ниже эпипелагиали и поддерживают самые разные типы пелагических форм жизни, приспособленных к жизни в этих более глубоких зонах. [67]
Большая часть энергии афотической зоны поступает из открытого океана в виде детрита . На глубокой воде морской снег представляет собой непрерывный дождь преимущественно органического детрита, выпадающего из верхних слоев водной толщи. Его происхождение лежит в деятельности продуктивной фотозоны . Морской снег включает мертвый или умирающий планктон , простейших ( диатомовые водоросли ), фекалии, песок, сажу и другую неорганическую пыль. «Снежинки» со временем растут и могут достигать нескольких сантиметров в диаметре, путешествуя неделями, прежде чем достичь дна океана. Однако большая часть органических компонентов морского снега потребляется микробами , зоопланктоном и другими животными-фильтраторами в течение первых 1000 метров их пути, то есть в пределах эпипелагиали. Таким образом, морской снег можно считать основой глубоководных мезопелагических и донных экосистем : поскольку солнечный свет не может достичь их, глубоководные организмы в значительной степени полагаются на морской снег как на источник энергии. [68]
Некоторые глубоководные пелагические группы, такие как семейства фонарей , риджхедов , морских топориков и легких рыб , иногда называют псевдокеаническими , потому что вместо равномерного распределения в открытой воде они встречаются в значительно более высоких количествах вокруг структурных оазисов, особенно подводных гор и над океанами. континентальные склоны . Это явление объясняется также обилием видов добычи, которых также привлекают структуры. [ нужна цитата ]
Рыбы в различных пелагических и глубоководных донных зонах имеют физическое строение и поведение, заметно отличающееся друг от друга. Группы сосуществующих видов в каждой зоне, по-видимому, действуют схожим образом, например, небольшие мезопелагические вертикально мигрирующие питающиеся планктоном, батипелагические удильщики и глубоководные донные гремуучие хвосты . " [69]
Виды с лучами и колючими плавниками редки среди глубоководных рыб, что позволяет предположить, что глубоководные рыбы являются древними и настолько хорошо адаптированы к окружающей среде, что вторжения более современных рыб оказались безуспешными. [70] Несколько лучевых плавников, которые существуют, в основном встречаются у Beryciformes и Lampriformes , которые также являются древними формами. Большинство глубоководных пелагических рыб принадлежат к своим отрядам, что позволяет предположить длительную эволюцию в глубоководной среде. Напротив, глубоководные донные виды относятся к отрядам, которые включают множество родственных мелководных рыб. [71]
Зонтикоглоточный глотатель — это глубоководный угорь с огромной свободно шарнирной пастью. Он может открыть рот достаточно широко, чтобы проглотить рыбу, намного большую, чем он сам, а затем расширить желудок, чтобы вместить добычу. [72]
Гидротермальные жерла вдоль центров распространения срединно-океанических хребтов действуют как оазисы , как и их противоположности — холодные просачивания . В таких местах обитают уникальные морские биомы , и в этих местах было обнаружено множество новых морских микроорганизмов и других форм жизни.
Самая глубокая зарегистрированная океаническая впадина на сегодняшний день — это Марианская впадина недалеко от Филиппин в Тихом океане на высоте 10 924 м (35 838 футов). На таких глубинах давление воды чрезвычайно велико, солнечного света нет, но жизнь все еще существует. Белую камбалу , креветку и медузу видел американский экипаж батискафа « Триест » , когда он нырял на дно в 1960 году. [73]
Морская жизнь также процветает вокруг подводных гор , поднимающихся из глубин, где собираются рыбы и другие морские обитатели, чтобы нереститься и питаться.
Илистые отмели, как правило, являются важными регионами для дикой природы, где проживает большая популяция, хотя уровень биоразнообразия не особенно высок. Они имеют особое значение для перелетных птиц , а также крабов, креветок и моллюсков. [74] Эти территории вдоль побережья служат питомниками для этих животных, обеспечивая зону для размножения и кормления. Однако это может стать проблемой из-за большого количества птиц, мигрирующих на гнездование, а затем возвращающихся в свои сезонные места обитания. Какие бы загрязняющие вещества ни поглощали птицы во время размножения, они приносят их с собой в следующее место, тем самым загрязняя и эту территорию. [75] В Соединенном Королевстве илистые отмели были классифицированы как приоритетная среда обитания Плана действий по сохранению биоразнообразия . Европейские страны, такие как Франция, также сочли полезным использовать Индекс морского влияния (MII), чтобы иметь возможность отслеживать реакцию на загрязнение, которую могут иметь местные виды растений и животных, а также отслеживать любые отклонения от естественных закономерностей, показанных ранее. . [76]
Хотя многие части морского дна еще не исследованы, исследователи обнаружили, что некоторые его части сильно пострадали от деятельности человека. Донное траление, загрязнение микропластиком и промышленные металлы постепенно изменили состав морского дна. Донное траление относится к коммерческому методу глубоководного рыболовства, при котором оборудование перетаскивается по морскому дну. [77] Это оказало неблагоприятное воздействие на морское дно, поскольку изменило структуру и состав поверхности. Кроме того, загрязнение микропластиком становится все более серьезной проблемой морского дна, поскольку пластик и другой мусор обнаруживаются во многих отложениях. [78] Из-за накопления мусора среда обитания и среда обитания организмов на морском дне подвергаются воздействию и изменяются. Сюда входят промышленные объекты, сбрасывающие на морское дно новые металлы и минералы, такие как кадмий , которые изменяют химический состав воды и отравляют обитателей. [79]
_Figure_4_(cropped-female).jpg/1280px-Eurythenes_plasticus_(10.11646-zootaxa.4748.1.9)_Figure_4_(cropped-female).jpg)
Существуют также негативные антропогенные воздействия на глубоководные места обитания, включая загрязнение мусором и химическое загрязнение. В частности, пластиковое загрязнение является одной из величайших форм неконтролируемой деятельности человека, которая сегодня наблюдается в наших океанах. [80] Исследователи в северо-западной части Южно-Китайского моря зафиксировали большие кучи мусора с преобладанием пластика в подводных каньонах . [80] Эти прочные пластмассы могут диффундировать в более мелкие организмы, а затем случайно потребляться людьми с пищей, которую мы едим, и водой, которую пьем. [81] Еще одной угрозой для организмов, скрывающихся в глубинах океана, является призрачный промысел и прилов . Призрачная рыбалка — это термин, обозначающий любые брошенные рыболовные снасти в океане, которые продолжают запутывать и ловить морские организмы. Например, было зарегистрировано, что жаберные сети запутываются вокруг глубоководных кораллов и продолжают ловить рыбу-призрака в течение длительных периодов времени. [82]
_Figure_3.jpg/1280px-Eurythenes_plasticus_(10.11646-zootaxa.4748.1.9)_Figure_3.jpg)
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.