stringtranslate.com

Родолит

Характерный родолит лилового цвета

Родолиты (от греческого слова « красные камни ») — это красочные, неприкрепленные известковые конкреции, состоящие из корковых , бентосных морских красных водорослей , которые напоминают кораллы . Родолитовые пласты создают биогенную среду обитания для разнообразных бентосных сообществ. Родолитовая привычка роста была достигнута рядом неродственных коралловых красных водорослей [1] , организмов, которые откладывают карбонат кальция в своих клеточных стенках, образуя твердые структуры или конкреции , которые напоминают пласты кораллов.

Родолиты не прикрепляются к каменистому морскому дну. Вместо этого они катятся, как перекати-поле, по морскому дну, пока не станут слишком большими по размеру, чтобы быть мобилизованными преобладающим волновым и текущим режимом. Затем они могут включиться в полунепрерывный водорослевый мат или образовать водорослевое наращивание. [2] [3] В то время как кораллы являются животными, которые являются как автотрофными (фотосинтезируют через своих симбионтов ), так и гетеротрофными (питаются планктоном ), родолиты вырабатывают энергию исключительно посредством фотосинтеза (т. е. они могут расти и выживать только в фотической зоне океана).

Ученые полагают, что родолиты присутствовали в мировом океане по крайней мере с эпохи эоцена , около 55 миллионов лет назад. [4]

Обзор

Родолиты (включая маэрли ) определяются как известковые конкреции, состоящие более чем на 50% из кораллинового материала красных водорослей и состоящие из одного или нескольких видов кораллиновых водорослей, растущих вместе. [5] [6]

Место обитания

Бентосные сообщества, обнаруженные в родолитовых пластах
Пример сообществ морских водорослей и зообентоса, обнаруженных в родолитовых слоях на бразильском побережье. На этой фотографии показано присутствие брюхоногих моллюсков, иглокожих и скопления торфяных водорослей. [5]
Вертикальные и широтные изменения, наблюдаемые в размерах и плотности родолитов на дне континентального шельфа у Эспириту-Санту в Бразилии [5]

Родолитовые пласты были обнаружены по всему миру, в том числе в Арктике около Гренландии , в водах у берегов Британской Колумбии , Канады, Калифорнийского залива, Мексики, [7] Средиземного моря [8], а также у берегов Новой Зеландии [9] и восточной Австралии. [10] В глобальном масштабе родолиты занимают важную нишу в морской экосистеме, выступая в качестве переходной среды обитания между скалистыми районами и бесплодными песчаными районами. Родолиты обеспечивают стабильную и трехмерную среду обитания, к которой и в которую может прикрепляться большое количество видов, включая другие водоросли, коммерческие виды, такие как моллюски и гребешки , и настоящие кораллы. [4] Родолиты устойчивы к различным нарушениям окружающей среды, но могут серьезно пострадать от вылова коммерческих видов. По этим причинам родолитовые пласты заслуживают особых мер по мониторингу и сохранению. [11] [12] [13] [14] Родолиты бывают разных форм, включая пластинчатые, ветвящиеся и столбчатые формы роста. [15] В мелководье и высокоэнергетических средах родолиты обычно холмистые, толстые или неразветвленные; разветвления также встречаются реже в более глубоких водах и наиболее обильны в тропических водах средней глубины. [1]

Геологическое значение

Родолиты являются общей чертой современных и древних карбонатных шельфов по всему миру. [16] Сообщества родолитов вносят значительный вклад в глобальный бюджет карбоната кальция, и ископаемые родолиты обычно используются для получения палеоэкологической и палеоклиматической информации. [17] [18] [19] При правильных обстоятельствах родолиты могут быть основными производителями карбонатных осадков, [20] [21] часто образуя слои рудстоуна или флотстоуна, состоящие из родолитов и их фрагментов в зернистой матрице.

Изменение климата и родолитовый голобионт

Вид родолитовых пластов, подвергшихся воздействию более теплых и более кислых океанов, предсказанных МГЭИК. [22] [5]

Родолиты являются важными фотосинтезаторами, кальцинаторами и инженерами экосистем, что поднимает вопрос о том, как они могут реагировать на закисление океана . [23]

Изменения в химии карбоната океана, вызванные увеличением антропогенных выбросов углекислого газа, способствуют закислению океана. Увеличение поглощения углекислого газа океаном приводит к увеличению pCO 2 (парциального давления углекислого газа в океане), а также к снижению уровня pH и насыщенности морской воды карбонатами. Это влияет на процесс кальцификации. [24] Такие организмы, как родолиты, накапливают карбонат как часть своей физической структуры, поскольку осаждение CaCO 3 было бы менее эффективным. [25] [26] Закисление океана представляет угрозу, потенциально влияя на их рост и воспроизводство. [27] [28] Коралловые водоросли особенно чувствительны к закислению океана, поскольку они осаждают карбонатные скелеты с высоким содержанием магния и кальцита, наиболее растворимую форму CaCO 3 . [29] [30] [23]

Считается, что скорость кальцификации кораллиновых водорослей напрямую связана с их скоростью фотосинтеза, но неясно, как среда с высоким содержанием CO 2 может повлиять на родолиты. [31] Повышенные уровни CO 2 могут ухудшить биоминерализацию из-за снижения содержания карбоната в морской воде ( CO2−
3) доступность по мере снижения pH, но фотосинтез может быть усилен по мере доступности бикарбоната ( HCO−
3) увеличивается. [32] Это привело бы к параболической зависимости между снижением pH и приспособленностью коралловых водорослей, что могло бы объяснить, почему на сегодняшний день были зарегистрированы различные реакции на снижение pH и повышение pCO 2. [33] [23]

Изменение климата и родолитовый голобионт
Ожидаемая параболическая связь между стрессорами изменения климата и приспособленностью родолитов холобионтов . В нормальных условиях здоровые родолиты обладают стабильными микробиомами , важными для функционирования холобионтов. Однако за пределами порогов физиологической толерантности водорослей происходит нарушение положительных взаимодействий хозяина и микробиома, что пагубно влияет на приспособленность холобионтов. [23]

Широкое распространение родолитов указывает на устойчивость этой группы водорослей, которые сохранились в качестве основных компонентов бентосных морских сообществ, несмотря на значительные изменения окружающей среды на протяжении геологических эпох. [34] [23]

В 2018 году был опубликован первый метагеномный анализ живых родолитов. Было проведено секвенирование всего генома методом дробовика на различных компонентах слоя родолита. Это выявило стабильный живой микробиом родолита, процветающий в условиях повышенного pCO2 , с положительными физиологическими реакциями, такими как повышенная фотосинтетическая активность и отсутствие потери биомассы карбоната кальция с течением времени. Однако в толще морской воды и биопленках скелета кораллов наблюдались значительные микробные сдвиги. Эти результаты подтверждают существование тесной функциональной сущности хозяин-микроб, где метаболические перекрестные помехи внутри родолита как холобионта могли оказывать взаимное влияние на связанный микробиом. [23]

В то время как микробиом, связанный с живыми родолитами, оставался стабильным и напоминал здоровый холобионт, микробное сообщество, связанное с водной толщей, изменилось после воздействия повышенного pCO2 . [ 23]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Steneck, RS (1986). «Экология коралловых водорослевых корок: конвергентные модели и адаптивные стратегии». Annual Review of Ecology and Systematics . 17 : 273–303. doi :10.1146/annurev.es.17.110186.001421. JSTOR  2096997.
  2. ^ Бассо, Даниэла; Налин, Рональд; Массари, Франческо (01 мая 2007 г.). «Происхождение и состав плейстоценового кораллового плато Террасы Кутро (Калабрия, юг Италии)». Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Abhandlungen . 244 (2): 173–182. дои : 10.1127/0077-7749/2007/0244-0173.
  3. ^ Агирре, Хулио; Брага, Хуан Карлос; Басси, Давиде (2017). «Родолиты и родолитовые пласты в летописи горных пород». Родолитовые/мэрловые пласты: глобальная перспектива. Библиотека прибрежных исследований. Том 15. Springer. С. 105–138. doi :10.1007/978-3-319-29315-8_5. ISBN 978-3-319-29315-8.
  4. ^ ab Science Daily, 23 сентября 2004 г.
  5. ^ abcd Орта, Пауло Антунес; Риуль, Пабло; Амадо Фильо, Жилберто М.; Гургель, Карлос Фредерико Д.; Берчес, Флавио; Нуньес, Хосе Маркос де Кастро; Шернер, Фернандо; Перейра, Соня; Лотуфо, Тито; Перес, Летисия; Сиссини, Марина; Бастос, Эдуардо де Оливейра; Роза, Жуан; Муньос, Памела; Мартинс, Синтия; Гувеа, Лидиана; Карвалью, Ванесса; Бергстром, Элли; Шуберт, Надин; Баия, Рикардо Г.; Родригес, Ана Клаудия; Рериг, Леонардо; Баруфи, Хосе Бономи; Фигейредо, Марсия (2016). «Родолиты в Бразилии: современные знания и потенциальные последствия изменения климата». Бразильский журнал океанографии . 64 : 117–136. doi : 10.1590/S1679-875920160870064sp2 ..Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  6. ^ Боселлини, Альфонсо; Гинзбург, Роберт Н. (1971). «Форма и внутренняя структура современных водорослевых конкреций (родолитов) с Бермудских островов». Журнал геологии . 79 (6): 669–682. Bibcode : 1971JG.....79..669B. doi : 10.1086/627697. S2CID  225041671.
  7. ^ Steller, DL; Riosmena-Rodriguez, R.; Foster, MS; Roberts, CA (2003). «Разнообразие родолитовых отложений в Калифорнийском заливе: важность структуры родолитов и последствия нарушений». Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems . 13 (S1): S5–S20. doi :10.1002/aqc.564. ISSN  1099-0755.
  8. ^ Бассо, Даниэла; Баббини, Лоренца; Рамос-Эспла, Анхель Альфонсо; Саломиди, Мария (2017), Риосмена-Родригес, Рафаэль; Нельсон, Венди; Агирре, Хулио (ред.), «Средиземноморские пласты родолита», Слои родолита/маэрла: глобальная перспектива , Библиотека прибрежных исследований, том. 15, Чам: Springer International Publishing, стр. 281–298, номер документа : 10.1007/978-3-319-29315-8_11, ISBN. 978-3-319-29313-4, получено 2021-01-01
  9. ^ Нельсон, WA (2012). Родолитовые пласты на севере Новой Зеландии: характеристика сопутствующего биоразнообразия и уязвимости к экологическим стрессорам . Веллингтон, Новая Зеландия: Министерство первичной промышленности. ISBN 978-0-478-40077-9. OCLC  812180715.
  10. ^ Harris, PT, Tsuji, Y., Marshall, JF, Davies, PJ, Honda, N., Matsuda, H., 1996. Унос песка и родолитово-гравийной смеси на среднем и внешнем шельфе под западным пограничным течением: континентальный шельф острова Фрейзер, восточная Австралия. Морская геология 129, 313-330
  11. ^ Бассо, Д.; Баббини, Л.; Калеб, С.; Бракки, В.А.; Фалас, А. (2016). «Мониторинг глубоких средиземноморских родолитовых пластов». Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems . 26 (3): 549–561. doi : 10.1002/aqc.2586 . hdl : 11368/2849200 . ISSN  1052-7613.
  12. ^ Barbera, C.; Bordehore, C.; Borg, JA; Glémarec, M.; Grall, J.; Hall-Spencer, JM; de la Huz, Ch.; Lanfranco, E.; Lastra, M.; Moore, PG; Mora, J. (2003). «Сохранение и управление морскими отложениями северо-восточной Атлантики и Средиземноморья». Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems . 13 (S1): S65–S76. doi :10.1002/aqc.569. ISSN  1052-7613.
  13. ^ Horta, PA; Riul, P.; Amado Filho, GM.; Gurgel, CFD; Berchez, F.; Nunes, JM de Castro; Scherner, F.; Pereira, S.; Lotufo, T.; Peres, L.; Sissini, M. (2016). «Родолиты в Бразилии: текущие знания и потенциальные последствия изменения климата». Бразильский журнал океанографии . 64 (SPE2): 117–136. doi : 10.1590/S1679-875920160870064sp2 . ISSN  1679-8759.
  14. ^ Басси, Д.; Брага, Дж. К.; Овада, М.; Агирре, Дж.; Липпс, Дж. Х.; Такаянаги, Х.; Ирю, Й. (2020). «Следы бурения двустворчатых моллюсков в современных рифовых и более глубоководных макроидных и родолитовых слоях». Progress in Earth and Planetary Science . 7 (1): 41. Bibcode :2020PEPS....7...41B. doi : 10.1186/s40645-020-00356-w . hdl : 10481/64249 . ISSN  2197-4284.
  15. ^ Bosence, DW (1983). "Описание и классификация родолитов (родоидов, родолитов)". Coated Grains . Berlin: Springer. стр. 217–224. doi :10.1007/978-3-642-68869-0_19. ISBN 9783642688690.
  16. ^ Pomar, L.; Baceta, JI; Hallock, P.; Mateu-Vicens, G.; Basso, D. (2017). «Режимы рифообразования и образования карбонатов в западно-центральной части Тетиса в кайнозое». Marine and Petroleum Geology . 83 : 261–304. Bibcode : 2017MarPG..83..261P. doi : 10.1016/j.marpetgeo.2017.03.015. hdl : 10281/148633 .
  17. ^ Бассо, Д. (1998). «Глубокое распределение родолитов на Понтийских островах, Италия: модель палеоэкологии умеренного моря». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 137 (1): 173–187. Bibcode :1998PPP...137..173B. doi :10.1016/S0031-0182(97)00099-0. ISSN  0031-0182.
  18. ^ Halfar, J.; Zack, T.; Kronz, A.; Zachos, JC (2000). «Рост и высокоразрешающие палеоэкологические сигналы родолитов (коралловых красных водорослей): новый биогенный архив». Journal of Geophysical Research: Oceans . 105 (C9): 22107–22116. Bibcode : 2000JGR...10522107H. doi : 10.1029/1999JC000128 .
  19. ^ Рагаццола, Ф.; Карагнано, А.; Бассо, Д.; Шмидт, Д. Н.; Фицке, Дж. (2020). «Установление умеренных корковых водорослей раннего голоцена в качестве архивов для палеоэкологических реконструкций мелководных местообитаний Средиземного моря». Палеонтология . 63 (1): 155–170. Bibcode : 2020Palgy..63..155R. doi : 10.1111/pala.12447 . hdl : 1983/ab309cb5-6b7a-4d3f-b1ef-b4f3cde74579 . ISSN  1475-4983.
  20. ^ Бассо, Д. (2012). «Производство карбоната известковыми красными водорослями и глобальное изменение». Geodiversitas . 34 (1): 13–33. doi :10.5252/g2012n1a2. ISSN  1280-9659. S2CID  86112464.
  21. ^ Шуберт, Н.; Салазар, В. В.; Рич, ВА; Виванко Беркович, М.; Алмейда Саа, А. С.; Фадигас, С. Д.; Сильва, Дж.; Хорта, П. А. (01.08.2019). «Первичное и карбонатное производство родолита в изменяющемся океане: взаимодействие потепления и питательных веществ». Science of the Total Environment . 676 : 455–468. Bibcode : 2019ScTEn.676..455S. doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.04.280. hdl : 10754/632548 . ISSN  0048-9697. PMID  31048175. S2CID  143435207.
  22. ^ IPPC (2014) Воздействия изменения климата 2014 года, адаптация и уязвимость, Часть B. ISBN 978-1-107-05816-3 
  23. ^ abcdefg Кавальканти, Жизель С.; Шукла, Прия; Моррис, Меган; Рибейро, Барбара; Фоли, Мэрайя; Доан, Майкл П.; Томпсон, Кристиана К.; Эдвардс, Мэтью С.; Динсдейл, Элизабет А.; Томпсон, Фабиано Л. (2018). «Rhodoliths holobionts in a changing ocean: Host-microbes interactions mediate coralline algae resilence under ocean acidification». BMC Genomics . 19 (1): 701. doi : 10.1186/s12864-018-5064-4 . PMC 6154897. PMID  30249182 . .Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  24. ^ Millero, Frank J.; Graham, Taylor B.; Huang, Fen; Bustos-Serrano, Héctor; Pierrot, Denis (2006). «Константы диссоциации угольной кислоты в морской воде как функция солености и температуры». Marine Chemistry . 100 (1–2): 80–94. Bibcode :2006MarCh.100...80M. doi :10.1016/j.marchem.2005.12.001.
  25. ^ Орр, Джеймс С.; Фабри, Виктория Дж.; Омон, Оливье; Бопп, Лоран; Дони, Скотт С.; Фили, Ричард А.; Гнанадэсикан, Ананд; Грубер, Николас; Исида, Акио; Йоос, Фортунат; Ки, Роберт М.; Линдси, Кейт; Майер-Реймер, Эрнст; Матир, Ричард; Монфрей, Патрик; Муше, Энн; Наджар, Раймонд Г.; Платтнер, Джан-Каспер; Роджерс, Кейт Б.; Сабина, Кристофер Л.; Сармьенто, Хорхе Л.; Шлитцер, Райнер; Слейтер, Ричард Д.; Тоттерделл, Ян Дж.; Вейриг, Мари-Франс; Яманака, Ясухиро; Юл, Эндрю (2005). «Антропогенное закисление океана в XXI веке и его влияние на кальцифицирующие организмы» (PDF) . Nature . 437 (7059): 681–686. Bibcode :2005Natur.437..681O. doi :10.1038/nature04095. PMID  16193043. S2CID  4306199.
  26. ^ Hoegh-Guldberg, O.; Mumby, PJ; Hooten, AJ; Steneck, RS; Greenfield, P.; Gomez, E.; Harvell, CD; Sale, PF; Edwards, AJ; Caldeira, K.; Knowlton, N.; Eakin, CM; Iglesias-Prieto, R.; Muthiga, N.; Bradbury, RH; Dubi, A.; Hatziolos, ME (2007). «Коралловые рифы в условиях быстрого изменения климата и закисления океана». Science . 318 (5857): 1737–1742. Bibcode :2007Sci...318.1737H. doi :10.1126/science.1152509. hdl : 1885/28834 . PMID  18079392. S2CID  12607336.
  27. ^ Kroeker, Kristy J.; Kordas, Rebecca L.; Crim, Ryan; Hendriks, Iris E.; Ramajo, Laura; Singh, Gerald S.; Duarte, Carlos M.; Gattuso, Jean‐Pierre (2013). «Влияние закисления океана на морские организмы: количественная оценка чувствительности и взаимодействие с потеплением». Global Change Biology . 19 (6): 1884–1896. Bibcode :2013GCBio..19.1884K. doi :10.1111/gcb.12179. PMC 3664023 . PMID  23505245. 
  28. ^ Рибеселл, Ульф; Гаттузо, Жан-Пьер (2015). «Уроки, извлеченные из исследований закисления океана». Nature Climate Change . 5 (1): 12–14. Bibcode : 2015NatCC...5...12R. doi : 10.1038/nclimate2456.
  29. ^ Бишофф, У. Д., Бишоп, Ф. К. и Маккензи, Ф. Т. (1983) «Биогенно произведенный магнезиальный кальцит; неоднородности химических и физических свойств; сравнение с синтетическими фазами». American Mineralogist , 68 (11–12): 1183–1188
  30. ^ Мартин, Софи; Гаттузо, Жан-Пьер (2009). «Реакция средиземноморских коралловых водорослей на закисление океана и повышенную температуру». Global Change Biology . 15 (8): 2089–2100. Bibcode :2009GCBio..15.2089M. doi :10.1111/j.1365-2486.2009.01874.x. S2CID  55942151.
  31. ^ Маккой, Софи Дж.; Каменос, Николас А. (2015). «Коралловые водоросли (Rhodophyta) в меняющемся мире: интеграция экологических, физиологических и геохимических ответов на глобальные изменения». Журнал Phycology . 51 (1): 6–24. doi :10.1111/jpy.12262. PMC 4964943 . PMID  26986255. 
  32. ^ Джонсон, Мэгги Дороти; Прайс, Николь Н.; Смит, Дженнифер Э. (2014). «Контрастные эффекты закисления океана на тропические мясистые и известковые водоросли». PeerJ . 2 : e411. doi : 10.7717/peerj.411 . PMC 4045329 . PMID  24918033. 
  33. ^ Райс, Дж. Б.; Коэн, АЛ; МакКоркл, Д. К. (2009). «Морские кальцифицирующие организмы демонстрируют смешанную реакцию на закисление океана, вызванное CO2». Геология . 37 (12): 1131–1134. Bibcode : 2009Geo....37.1131R. doi : 10.1130/G30210A.1.
  34. ^ Вайс, Анна; Мартиндейл, Роуэн К. (2017). «Корковые коралловые водоросли увеличили каркас и разнообразие на древних коралловых рифах». PLOS ONE . 12 (8): e0181637. Bibcode : 2017PLoSO..1281637W. doi : 10.1371/journal.pone.0181637 . PMC 5544230. PMID  28783733 . 

Другие ссылки