Губковые рифы – это рифы , созданные морскими губками . Все современные губчатые рифы образованы губками -гексактинеллидами , эндоскелет которых состоит из кремнеземных спикул , и их часто называют «стеклянными губками», в то время как исторически археоциатиды и строматопороидные губки без иголок и с кальцитовым скелетом были основными строителями рифов.
Губчатые рифы когда-то были доминирующим ландшафтом в палеозойском и мезозойском море, но сейчас они очень редки и встречаются только в водах у побережья Тихоокеанского северо -западного региона Северной Америки , а точнее, на юге Аляски , в Британской Колумбии и Вашингтоне . Недавно губковые рифы были обнаружены в проливах Джорджия и пролив Хоу недалеко от Ванкувера . [1] Несмотря на то, что губки, строившие рифы, все еще были распространены в конце юрского периода, считалось, что они вымерли во время или вскоре после мелового периода , пока существующие рифы не были обнаружены в проливе Королевы Шарлотты в 1987–1988 годах [2] – отсюда и эти иногда их называют живыми ископаемыми .
Как и коралловые рифы , губковые рифы выполняют важную экологическую функцию в качестве среды обитания для кормления, размножения и нагула демерсальных рыб и беспозвоночных, но в настоящее время им угрожает коммерческое рыболовство, морская нефтегазовая промышленность. [3] [4] Предпринимаются попытки защитить эти уникальные экосистемы путем закрытия рыболовства и, возможно, создания морских охраняемых территорий (MPA) вокруг губчатых рифов. [3]
Гексатинеллиды, или «стеклянные» губки, характеризуются жестким каркасом спикул из кремнезема . В отличие от других пориферан, гексактинеллиды не обладают способностью сокращаться. Еще одной уникальной особенностью стекловидных губок является то, что их ткани почти полностью состоят из синцитиев. [3] В синцитии много ядер в сплошной цитоплазме; ядра не упакованы в отдельные клетки.
В результате губка имеет характерную систему электропроводности по всему телу. Это позволяет губке быстро реагировать на такие возмущения, как физическое воздействие или чрезмерный осадок в воде. Реакция губки — прекратить питание. Через 20–30 минут он попытается возобновить кормление, но снова прекратит, если раздражение все еще присутствует. [3]
Гексактинеллиды исключительно морские и встречаются по всему миру в глубоких (> 1000 м) океанах. [5] Отдельные губки растут со скоростью 0–7 см в год и могут жить не менее 220 лет. [6] Мало что известно о размножении губок гексактинеллидов. Как и все порифераны, гексактинеллиды являются фильтраторами. Они получают питание за счет прямого поглощения растворенных веществ и, в меньшей степени, из твердых частиц. [5]
Не существует известных хищников здоровых рифовых губок. [6] Вероятно, это связано с тем, что губки содержат очень мало органической ткани; кремнистый скелет составляет 90% массы тела губки. [5]
Губки-гексастерофоры имеют спикулы, называемые гексактинами, которые имеют шесть лучей, расположенных под прямым углом. Отряды внутри гексастерофоры классифицируются по тому, насколько плотно спикулы сцепляются со спикулами лиссанктинозана, менее прочно сцепленными, чем у гексактинозановых губок.
Все основные губки, образующие каркас, относятся к отряду Hexactinosa и включают виды Chonelasma/Heterochone calyx (чашечная губка), Aphrocallistes обширная ( облачная губка ) и Farrea occa . [6] Губки из гексактинозана имеют жесткий каркас из «сросшихся» спикул, который сохраняется после смерти губки.
Другие виды губок, распространенные на губчатых рифах, относятся к отряду Lyssactinosa (губки Росселид) и включают Rhabdocalyptus dawsoni (сапожная губка), Acanthascus Platei , Acanthascus Cactus и Staurocalyptus dowlingi . [6] Губки Росселид имеют «тканый» 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 глубокой морской воде, известно, что единственное место, где они образуют рифы, находится между юго-востоком Аляски и гаванью Грейс . [2] [7] [3] [5] Сообщества губок Росселид, называемые «губчатыми ковриками», широко распространены; они встречаются в каньонах Северной Атлантики, в канадской Арктике и на континентальных шельфах Антарктики. [5] У острова Аксель-Хейберг в Северном Ледовитом океане также есть риф, образованный кремнистыми видами Demospongiae . [8]
Четыре рифа гексактинеллид были обнаружены в бассейне Королевы Шарлотты (QCB) в 1987–1988 годах. [2] Еще три рифа были зарегистрированы в бассейне Джорджии (Великобритания) в 2005 году. [7] Рифы QCB находятся в 70–80 км от береговой линии в воде на глубине 165–240 м. [6] Эти рифы покрывают более 700 км² дна океана. [5]
Губчатые рифы требуют уникальных условий, что может объяснить их глобальную редкость. Они встречаются только в ледниково-размытых впадинах пологого континентального шельфа . Морское дно стабильное и состоит из камней, крупного гравия и крупных валунов. [5] Губкам-гексактинеллидам требуется твердый субстрат, и они не прикрепляются к илистому или песчаному морскому дну. [6]
Они встречаются только там, где скорость седиментации низкая, растворенного кремнезема много (43–75 мкм), а придонные течения составляют от 0,15 до 0,30 м/с. [5] Уровень растворенного кислорода низкий (64–152 мкМ), а температура на рифах составляет 5,5–7,3 °C. [5] Температура поверхности колеблется от 6 °C в апреле до 14 °C в августе. [6]
Даунвеллинги распространены в проливе Гекаты и заливе Королевы Шарлотты , особенно зимой, но иногда летом случаются апвеллинги . [5] Эти апвеллинги приносят богатую питательными веществами воду на губчатые рифы.
Каждая живая губка на поверхности рифа может достигать высоты более 1,5 м. Рифы состоят из насыпей, называемых «биогермами», высотой до 21 м и пластов, называемых «биостромами», толщиной 2–10 м и шириной до многих километров. [5]
Каждая губка отряда Hexactinosa имеет жесткий скелет, сохраняющийся после смерти животного. Это обеспечивает отличный субстрат для поселения личинок губок, и новые губки растут на основе прошлых поколений. Таким образом, рост губчатых рифов аналогичен росту коралловых рифов . Усики новых губок обвивают спикулы старых, умерших губок. Позже усики сформируют базальную пластинку взрослой губки, которая прочно прикрепит животное к рифу.
Глубокие океанские течения переносят мелкие отложения, которые захватываются каркасом губчатых рифов. Вокруг основания губчатых биогермов образуется осадочная матрица из ила, глины и небольшого количества песка. Матрица осадков мягкая у поверхности и твердая на глубине одного метра. [6] Мертвые губки покрываются осадком, но не теряют своего поддерживающего кремниевого скелета. [6] Губковые отложения содержат высокий уровень кремнезема и органического углерода. Рифы растут параллельно ледниковым впадинам, а морфология рифов обусловлена глубокими течениями. [7]
Гексактинеллиды впервые появились в летописи окаменелостей в позднем протерозое , а первые гексактинозаны были обнаружены в позднем девоне . [6] Губковые рифы гексактинеллид были впервые обнаружены в среднем триасе (245-208 миллионов лет назад). Губки достигли своего полного распространения в конце юрского периода (201–145 миллионов лет назад), когда прерывистая система рифов длиной 7000 км простиралась через северный Тетис и бассейны Северной Атлантики. [6] Эта цепочка губчатых рифов является крупнейшей известной биоструктурой, когда-либо существовавшей на Земле. [6]
Количество губчатых рифов пришло в упадок в течение мелового периода, поскольку стали выделяться коралловые и рудистские рифы. [6] Предполагается, что распространение диатомей могло нанести вред губкам, поскольку диатомеи конкурируют с губками гексактинеллид за кремнезем. [5]
С помощью радиоуглеродного датирования кернов рифов подсчитано, что рифы живут на континентальном шельфе Западной Канады уже 8 500–9 000 лет. [2]
Губчатые рифы обеспечивают структуру на относительно безликом континентальном шельфе. Они обеспечивают среду обитания для рыб и беспозвоночных и могут служить важным местом нагула этих животных. Чтобы определить полную экологическую значимость этих рифов, необходимы дополнительные исследования. [2] [3]
Наблюдения с помощью обитаемых подводных аппаратов показывают, что фауна губчатых рифов отличается от окружающей территории. [2] В губчатых рифах и вокруг них обитают кольчатые черви, мшанки , крабы-пауки, камчатские крабы, креветки, креветки и эвфаузиды . Иглокожие , особенно морские ежи и морские звезды, были в изобилии на участках рифа, где губки умирали или умерли, и их можно использовать в качестве индикатора здоровья губчатого рифа. [6] Окунь, особенно виды Sebastes , живут в отверстиях и между губками. [6] Были замечены беременные и молодые особи морского окуня, что позволяет предположить, что рифы используются в качестве места нагула. [5] Вокруг рифов много фораминифер , а диатомовых водорослей мало. Консорциум организмов, обитающих внутри и вокруг губчатых рифов, очень мало изменился со времен юрского периода. [6]
Рифы могут быть повреждены рыболовством, особенно донным тралением и дноуглубительными работами. При типичном траловом лове донной рыбы по дну океана тянут большую сеть, при этом ее устье открывается двумя двухтонными дверцами, называемыми выдрами. Кремнистый скелет губок хрупкий, и эти организмы легко разрушаются при физическом воздействии. Воздействие донного траления наблюдалось на трех рифах 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 траловый след имеет глубину 10 см, ширину 20 см и проходит на глубинах 210–220 м. Губки вблизи траловых следов разбиваются или полностью удаляются.
Хотя ловля на крючок и леску, а также ловля ракообразных менее вредны, они также могут повредить рифы. Когда рыболовные снасти вытаскивают на поверхность, лески и ловушки тянутся по дну океана и могут повредить кораллы и губки. Сломанные «пни» губки, а также пеньки с стертыми сторонами были обнаружены в регионах, где велся лов на удочку и ловушку. [3]
Поломка рифовых губок может иметь тяжелые последствия для пополнения новых губок, поскольку личинкам губок в качестве субстрата требуются кремниевые скелеты прошлых поколений. [6] Без твердого субстрата новые губки не могут обосноваться и вырастить заново сломанные части рифа. Подсчитано, что восстановление разрушенных губчатых рифов может занять до 200 лет. [3]
Кроме того, морская разведка нефти и газа угрожает рифам. Правительство Британской Колумбии сняло мораторий, запрещающий разведочное бурение и движение танкеров в проливе Геката и заливе Королевы Шарлотты, а этот район был арендован нефтегазовой промышленностью. [3] Даже если разведочное бурение не проводится на рифах или в непосредственной близости от них, оно все равно может оказать негативное воздействие из-за увеличения количества отложений в морской воде или загрязнения углеводородами. [4]
В 1999 году Управление рыболовства и океанов Канады потребовало, чтобы траулеры для донной рыбы добровольно избегали посещения губчатых рифов. В 2002 году, после сообщений о новых повреждениях рифов, полученных с 1999 года, министерство инициировало регулируемое закрытие тралового лова донной рыбы и добровольное закрытие тралового промысла креветок в районах, где, как было известно, обитают губчатые рифы. [3]
Защита четырех губчатых рифов в проливе Геката и проливе Королевы Шарлотты была включена в план управления траловым ловом донной рыбы на 2005/06 год в качестве «вопроса управления». [10] В плане управления рекомендовалось добавить дополнительную буферную зону протяженностью 9 км (5,6 миль) вокруг рифов к существующим закрытиям тралов для ловли рябчика. [3] Рифы также рассматривались как места для будущих морских охраняемых территорий (MPA). [3] Хотя МОР могут быть более эффективными, чем закрытие промысла, для долгосрочной защиты рифов от донного траления, нефтегазовая промышленность по-прежнему будет представлять угрозу. [10]
В 2008 году вопросы сохранения чувствительных подводных экосистем вдоль северного побережья Британской Колумбии были объединены в Зону интегрированного управления северного побережья Тихого океана . Цель заключалась в том, чтобы разработать план по сохранению этого относительно неразвитого региона и одновременному развитию устойчивой экономики на побережье, что обещало сделать Канаду мировым лидером в области сохранения морской среды. Однако в 2011 году министерство отказалось от поддержки этого процесса в пользу большей согласованности с океаническим планированием на других побережьях Канады.
В феврале 2017 года губчатые рифы проливов Геката и пролив Королевы Шарлотты были официально защищены в пределах морской охраняемой зоны проливов Гекаты и проливов Королевы Шарлотты «Гласс Губчатые рифы» . Морская охраняемая территория занимает площадь 2410 км 2 (930 квадратных миль) и запрещает любую деятельность, которая может нарушить или разрушить губчатые рифы. [11]
Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.