Фитобентос
Часть серии, посвященной |
Бентическая жизнь |
---|
![]() |
Бентос Бентическая зона Бентопелагическое ( сопряжение ) морское дно |

Фитобентос ( / . f aɪ t oʊ ˈ b ɛ n θ ɒ s / ) (от греческого φυτόν ( фитон , что означает «растения») и βένθος ( бентос , что означает «глубина») — автотрофные организмы, обитающие на поверхности дна водной среды, например, камни, отложения или даже другие организмы. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] В это фотосинтетическое сообщество входят одноклеточные или нитчатые цианобактерии , микроводоросли и макрофиты . [ 4 ] [ 5 ] Фитобентос весьма разнообразен и встречается в пресноводной и морской среде, а также в переходных водных системах. [ 6 ] [ 7 ] Однако их распространение и доступность по-прежнему зависят от факторов и стрессоров, существующих в окружающей среде. [ 8 ] Поскольку фитобентос является автотрофом, он должен иметь возможность существовать там, где еще возможен фотосинтез. [ 1 ] Подобно фитопланктону, фитобентос вносит вклад в водную пищевую сеть травоядных и гетеротрофных бактерий, и исследователи также изучают их здоровье как индикатор качества воды и экологической целостности водных экосистем. [ 5 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
Обзор
[ редактировать ]
Фитобентос подразделяется на микрофитобентос и макрофитобентос. Микрофитобентос, такой как диатомовые водоросли, может иметь диаметр всего 0,2 мкм, а макрофитобентос, такой как водоросли, может достигать десятков метров в длину. [ 4 ] [ 14 ] Для закрепления на поверхности фитобентос обычно стабилизируется на субстратах за счет использования различных полисахаридов, гликопротеинов и даже липидов, входящих в состав внеклеточного полимерного вещества, в котором 40—90% углерода приходится на углеводы. [ 15 ] Было замечено, что некоторые виды фитобентоса, такие как Ostreobium , и диатомовые водоросли, такие как Synedra acus Kütznig, живут в свободноживущем состоянии. [ 16 ] [ 17 ] Было обнаружено, что бентосные диатомеи являются полезными видами-индикаторами для определения состояния водной среды, поскольку многие исследовательские модели продемонстрировали связь между типом присутствующих диатомовых сообществ и стабильностью и размером отложений. [ 18 ] Недиатомовый фитобентос, такой как цианобактерии Nostoc spp. и виды Phormidium . также использовались в качестве биологических индикаторов. [ 19 ]
Разнообразие
[ редактировать ]Фитобентос состоит как из эукариотических, так и из прокариотических сообществ, которые можно идентифицировать с помощью микроскопии или путем секвенирования генов с помощью 16S рРНК (для прокариот) и 18S рРНК (для эукариот). [ 20 ] Эукариотические сообщества фитобентоса включают такие микроводоросли, как Chlorophyceae , Bacillariophyceae , Cryptophyceae и Chrysophyceae . [ 21 ] В морской среде некоторые дополнительные репрезентативные популяции включают Rhodophyta , которая, как сообщается, была обнаружена в приливных регионах. [ 22 ] Прокариотические сообщества фитобентоса состоят в основном из нитчатых цианобактерий, некоторые из которых, как было установлено, способны продуцировать гепатотоксины. [ 23 ]
Места обитания
[ редактировать ]
В зависимости от типа субстрата, к которому прикрепляется фитобентос, его подразделяют на эпилитный (растущий на камнях и других искусственных, искусственных веществах), эпипелический (растущий на иле), эписаммический (растущий на песке), эпифитный (растущий на других растения), или эпизойные (растущие на животных). [ 24 ] эпизойный фитобентос, такой как Ostreobium и Symbiodinium, растет на скелетах или внутри кораллов, с которыми они установили симбиотические отношения путем обмена питательными веществами. Было также обнаружено, что [ 25 ]
Среда обитания фитобентоса может варьироваться от пресноводных систем, таких как реки и озера, до прибрежных регионов. В морской среде фитобентос можно встретить даже в сублиторальных зонах , где он постоянно погружен в воду. [ 26 ] Их продуктивность не выходит за пределы внешней границы литоральных зон — области, куда солнечный свет еще может проникать до дна. [ 27 ]
С увеличением глубины водорослевый покров уменьшается, отчасти из-за доступности света. [ 1 ] [ 3 ] Помимо глубины, мутность может ограничивать доступность света, что также влияет на степень роста фитобентоса. [ 1 ] [ 28 ] Однако фитобентос, такой как Ostreobium, продемонстрировал способность адаптироваться к условиям низкой освещенности, поскольку растет на участках глубиной до 200 метров. [ 3 ] [ 25 ] Некоторые диатомовые водоросли также продемонстрировали подвижность и подъем на поверхность в начале года. [ 24 ]
Другие физические и химические условия, которые также определяют распределение фитобентоса, включают поток, кислотность, питательные вещества, температуру и состав сообщества. [ 1 ] Поток воды может определять типы и распределение фитобентоса, особенно в ручьевых сообществах, где вода постоянно движется. [ 1 ] Реки с более устойчивым течением способствуют созданию стабильной окружающей среды, которая может способствовать росту сообществ фитобентоса. [ 29 ]
Экология
[ редактировать ]Фитобентос образует биопленку с другими микробными популяциями, включая гетеротрофные бактерии, которые также могут производить внеклеточное полимерное вещество, помогающее создавать биопленку. [ 20 ] В этих разнообразных сообществах фитобентос поддерживает гетеротрофы и миксотрофы не только потому, что сам служит пищей. [ 20 ] Фитобентос может фиксировать органические вещества в качестве первичных продуцентов, а внеклеточные полимерные вещества, которые они производят для прикрепления к поверхностям, также могут использоваться бактериями в качестве еще одного потенциального источника углерода. [ 15 ] Присутствие консументов – не единственный биотический фактор, вызывающий изменение состава фитобентоса в сообществе. Фотосинтетические популяции, демонстрирующие свою конкурентоспособность, также могут изменить состав донного сообщества. [ 30 ] Диатомовая водоросль D. Geminata может быстро размножаться и легко адаптируется к изменениям водной среды. [ 30 ]
Исследователи присвоили фитобентосу трофическую ценность или индикаторы на основе Индекса трофического статуса перифитона (PIT) как еще одного средства определения экологического состояния водоемов. [ 10 ] [ 11 ] В своих исследованиях исследователи также приняли во внимание химический состав воды, богатство сообщества и биомассу. [ 10 ] В зависимости от места проведения исследований исследователи также учитывают активность фитобентоса при расчете первичной продуктивности. [ 31 ]
-
Didymosphenia Geminata, покрытие русла ручья
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Ло, Розмари Дж. (декабрь 2011 г.). «Обзор функций, использования и факторов, влияющих на поток фитобентоса» . Обзоры пресной воды . 4 (2): 135–166. дои : 10.1608/FRJ-4.1.448 . ISSN 1755-084X . S2CID 89974491 .
- ^ Мора, Деметрио; Юнг, Леа (04 февраля 2021 г.). «Освоение новых территорий: отбор проб фитобентоса в крупных реках» . Международное общество исследований диатомей . Проверено 13 ноября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с Апонте, Нильда Э.; Баллантайн, Дэвид Л. (октябрь 2001 г.). «Распределение видов водорослей по глубине на глубоком островном переднем рифе острова Ли-Стокинг, Багамы» . Глубоководные исследования. Часть I: Статьи океанографических исследований . 48 (10): 2185–2194. Бибкод : 2001DSRI...48.2185A . дои : 10.1016/S0967-0637(01)00011-5 .
- ^ Jump up to: а б Уилкинсон, М. (2001), «Фитобентос» , Энциклопедия наук об океане , Elsevier, стр. 2172–2179, doi : 10.1006/rwos.2001.0216 , ISBN 978-0-12-227430-5 , получено 14 ноября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Шаумбург, Йохен; Шранц, Кристина; Ферстер, Джулия; Гутовски, Антье; Хофманн, Габриэле; Майлингер, Петра; Шнайдер, Сюзанна; Шмедтье, Урсула (декабрь 2004 г.). «Экологическая классификация макрофитов и фитобентоса рек Германии в соответствии с Рамочной директивой по водным ресурсам» . Лимнологика . 34 (4): 283–301. дои : 10.1016/s0075-9511(04)80002-1 . ISSN 0075-9511 .
- ^ Урбанич, Горазд; Дебеляк, Барбара; Кук, Уршка; Герм, Матея; Габерщик, Аленка (30 июня 2021 г.). «Реакция пресноводных диатомей и макрофитов зависит от длины градиента стрессора в речных системах» . Вода . 13 (13): 1814. doi : 10.3390/w13131814 . ISSN 2073-4441 .
- ^ Петрочелли, Антонелла; Сечере, Эстер; Рубино, Фернандо (05 марта 2019 г.). «Сукцессия видов фитобентоса в средиземноморской переходной водной системе: важность долгосрочных наблюдений» . Охрана природы . 34 : 217–246. doi : 10.3897/natureconservation.34.30055 . ISSN 1314-3301 . S2CID 155161822 .
- ^ Л'Абе-Лунд, Ян Хеннинг; Хаугланд, Свейн; Мелволд, Кьетил; Салтвейт, Свейн Якоб; Владелец Джон Арне; Хвидстен, Нильс Арне; Петтерсен, Вегард; Фаугли, Пер Эйнар; Йенсен, Арне Дж. (01 января 2009 г.), Токнер, Клемент; Юлингер, Урс; Робинсон, Кристофер Т. (ред.), «Глава 15 - Реки северных возвышенностей» , Реки Европы , Лондон: Academic Press, стр. 577–606, ISBN 978-0-12-369449-2 , получено 14 ноября 2021 г.
- ^ Келли, Мартин (1 ноября 2013 г.). «Большой объем данных, но скудный объем информации? Оценка фитобентоса и Рамочная директива по водным ресурсам» . Европейский журнал психологии . 48 (4): 437–450. дои : 10.1080/09670262.2013.852694 . ISSN 0967-0262 . S2CID 84627104 .
- ^ Jump up to: а б с Шнайдер, Сюзанна К.; Хьерманн, Даг О.; Эдвардсен, Ханне (01 мая 2019 г.). «Дают ли бентосные водоросли важную информацию помимо той, которую предоставляют макрофиты и фитопланктон при оценке состояния озера? – Результаты тематического исследования в Норвегии» . Лимнологика . 76 : 28–40. дои : 10.1016/j.limno.2019.02.001 . HDL : 11250/2629019 . ISSN 0075-9511 . S2CID 109717021 .
- ^ Jump up to: а б Шаумбург, Йохен; Шранц, Кристина; Хофманн, Габриэле; Стельцер, Дорис; Шнайдер, Сюзанна; Шмедтье, Урсула (1 декабря 2004 г.). «Макрофиты и фитобентос как индикаторы экологического состояния озер Германии — вклад в реализацию рамочной водной директивы» . Лимнологика . Новые методы оценки пресных вод в Германии. 34 (4): 302–314. дои : 10.1016/S0075-9511(04)80003-3 . ISSN 0075-9511 .
- ^ Бохоркес, Хулио; МакДженити, Терри Дж.; Папаспиру, Сократис; Гарсия-Робледо, Эмилио; Корсо, Альфонсо; Андервуд, Грэм Дж. К. (2017). «Различные типы внеклеточных полимерных веществ диатомового происхождения вызывают изменения в гетеротрофных бактериальных сообществах из приливных отложений» . Границы микробиологии . 8 : 245. дои : 10.3389/fmicb.2017.00245 . ISSN 1664-302X . ПМЦ 5326797 . ПМИД 28289404 .
- ^ Белоус, Елена П.; Войталь, Агата З.; Иванова Наталья О.; Царенко Петр М.; Бурова Ольга В.; Баринова Софья (декабрь 2020 г.). «Состав бентосных диатомей прибрежной зоны Черного моря, Сасыкское водохранилище (Украина)» . Разнообразие . 12 (12): 458. дои : 10.3390/d12120458 .
- ^ «Леса водорослей — океаны, побережья и морские побережья (Служба национальных парков США)» . www.nps.gov . Проверено 14 ноября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Бохоркес, Хулио; МакДженити, Терри Дж.; Папаспиру, Сократис; Гарсия-Робледо, Эмилио; Корсо, Альфонсо; Андервуд, Грэм Дж. К. (2017). «Различные типы внеклеточных полимерных веществ диатомового происхождения вызывают изменения в гетеротрофных бактериальных сообществах из приливных отложений» . Границы микробиологии . 8 : 245. дои : 10.3389/fmicb.2017.00245 . ISSN 1664-302X . ПМЦ 5326797 . ПМИД 28289404 .
- ^ Массе, А.; Триболле, А.; Мезиан, Т.; Бурге-Кондрацкий, ML; Епремян, К.; Сев, К.; Тайни, Н.; Лонгеон, А.; Куте, А. (19 сентября 2020 г.). «Функциональное разнообразие микроборных водорослей Ostreobium, выделенных из кораллов» . дои : 10.1101/2020.09.18.303545 . S2CID 221823026 . Проверено 14 ноября 2021 г.
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ Вилбасте, Сирье (2001). «Бентосные диатомовые сообщества в реках Эстонии» (PDF) . Исследования бореальной среды . 6 : 191–203.
- ^ Пан, Яндун; Хилл, Брайан Х.; Хасби, Питер; Холл, Роберт К.; Кауфманн, Филип Р. (май 2006 г.). «Связь между переменными окружающей среды и сообществами бентосных диатомей в ручьях центральной долины Калифорнии (США)» . Гидробиология . 561 (1): 119–130. дои : 10.1007/s10750-005-1609-z . ISSN 0018-8158 . S2CID 12877155 .
- ^ Монтеагудо, Лаура; Морено, Хосе Луис (август 2016 г.). «Бентосные пресноводные цианобактерии как индикаторы антропогенного давления» . Экологические показатели . 67 : 693–702. дои : 10.1016/j.ecolind.2016.03.035 . ISSN 1470-160X .
- ^ Jump up to: а б с Занкарини, Анук; Эшеник-Субиабре, Изидора; Деброа, Дидье; Тайб, Наджва; Киблиер, Кэтрин; Умберт, Жан-Франсуа (28 июня 2017 г.). «Расшифровка биоразнообразия и взаимодействия между бактериями и микроэукариотами в эпилитных биопленках реки Лу, Франция» . Научные отчеты . 7 (1): 4344. Бибкод : 2017НацСР...7.4344Z . дои : 10.1038/s41598-017-04016-w . ISSN 2045-2322 . ПМЦ 5489527 . ПМИД 28659582 .
- ^ Дориго, У.; Берар, А.; Гумберт, Дж. Ф. (1 декабря 2002 г.). «Сравнение состава фитобентосного сообщества эукариот в загрязненной реке путем частичного клонирования и секвенирования гена 18S рРНК» . Микробная экология . 44 (4): 372–380. дои : 10.1007/s00248-002-2024-x . ISSN 0095-3628 . ПМИД 12375097 . S2CID 26068207 .
- ^ МОУРА, Карлос Уоллес ду Насименту; АЛВЕС, Айгара Миранда; САНТОС, Алана Араужу дос; АЛМЕЙДА, Веллингтон Ромуальдо де Алмейда; МОНИС БРИТО, Катя Лидиан; ОЛИВЕЙРА, Ингрид Сантана де; ФРЕЙТАС, Нельма душ Сантуш; ОЛИВЕЙРА, Ивания Батиста де; Рамос, Джеральдо Хосе Пейшото (4 августа 2015 г.). «Контрольный список фитобентоса с острова Бойпеба, Баия, Бразилия, с указанием морфологических характеристик Nitophyllum punctatum (Rhodophyta, Ceramiales)» . Контрольный список . 11 (4): 1704. дои : 10.15560/11.4.1704 . ISSN 1809-127X .
- ^ Гагет, Вирджиния; Хампейдж, Эндрю Р.; Хуан, Цюн; Монис, Пол; Брукс, Джастин Д. (1 ноября 2017 г.). «Бентосные цианобактерии: источник цилиндроспермопсина и микроцистина в водоемах питьевой воды Австралии» . Исследования воды . 124 : 454–464. дои : 10.1016/j.watres.2017.07.073 . ISSN 0043-1354 . ПМИД 28787682 .
- ^ Jump up to: а б Флора пресноводных водорослей Британских островов: справочник по идентификации пресноводных и наземных водорослей . 01.02.2003.
- ^ Jump up to: а б дель Кампо, Хавьер; Помбер, Жан-Франсуа; Шлапета, Ян; Ларкум, Энтони; Килинг, Патрик Дж. (январь 2017 г.). «Другой» коралловый симбионт: разнообразие и распространение Ostreobium» . Журнал ISME . 11 (1): 296–299. дои : 10.1038/ismej.2016.101 . ISSN 1751-7370 . ПМК 5315466 . ПМИД 27420029 .
- ^ Лонгпхуирт, Сан-Франциско; Лейнарт, А; Гуарини, Дж. М.; Шово, Л; Клакин, П; Херлори, О; Амис, Э; Хуонник, П; Рагено, О (20 декабря 2006 г.). «Обнаружение миграции микрофитобентоса в сублиторальной зоне» . Серия «Прогресс в области морской экологии» . 328 : 143–154. Бибкод : 2006MEPS..328..143L . дои : 10.3354/meps328143 . ISSN 0171-8630 .
- ^ Бульон, В.В. (январь 2004 г.). «Вклад основных групп автотрофных организмов в первичную продукцию водных объектов» . Водные ресурсы . 31 (1): 92–102. doi : 10.1023/b:ware.0000013579.89883.55 . ISSN 0097-8078 . S2CID 129729257 .
- ^ Маковинская, Ярмила; Глубикова, Даса (2014), Лиска, Игорь (ред.), «Фитобентос реки Дунай» , Бассейн реки Дунай , том. 39, Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg, стр. 317–340, doi : 10.1007/698_2014_310 , ISBN 978-3-662-47738-0 , получено 14 ноября 2021 г.
- ^ Лоу, Рекс Л. (1979), Уорд, Джеймс В.; Стэнфорд, Джек А. (ред.), «Экология фитобентоса и регулируемые потоки» , «Экология регулируемых потоков » , Бостон, Массачусетс: Springer US, стр. 25–34, номер документа : 10.1007/978-1-4684-8613-1_3. , ISBN 978-1-4684-8615-5 , получено 14 ноября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Фигероа, Фабиан; Педрерос, Пол; Кресты, Фабиола; Абдулла-Диас, Роберт; Эрнандес, Виктор; Теленок, Джозеф; Уррутиа, Роберт (13 декабря 2018 г.). «Влияние охвата Didymosphenia geminata на фитобентосное сообщество Андского бассейна в Чили» . Чилийский журнал естественной истории . 91 (1): 10. дои : 10.1186/s40693-018-0080-y . ISSN 0717-6317 . S2CID 55554713 .
- ^ Вебстер, Ян Т.; Форд, Филип В.; Ходжсон, Брюс (август 2002 г.). «Вклад микрофитобентоса в динамику питательных веществ и фитопланктона в мелкой прибрежной лагуне» . Эстуарии . 25 (4): 540–551. дои : 10.1007/bf02804889 . ISSN 0160-8347 . S2CID 84789607 .