Планктон
Планктон — это разнообразная совокупность организмов , которые дрейфуют в воде (или воздухе ), но не могут активно двигаться против течений (или ветра ). [1] [2] Отдельные организмы, составляющие планктон, называются планктерами . [3] В океане они являются важным источником пищи для многих мелких и крупных водных организмов, таких как двустворчатые моллюски , рыбы и усатые киты .
Морской планктон включает бактерии , археи , водоросли , простейшие , микроскопические грибы , [4] и дрейфующие или плавающие животные населяющие соленую воду океанов , и солоноватые воды эстуариев . Пресноводный планктон похож на морской планктон, но встречается в озерах и реках. В основном планктон просто дрейфует туда, куда его несет течение, хотя некоторые, например медузы , плывут медленно, но недостаточно быстро, чтобы в целом получить контроль над влиянием течений.
Хотя обычно считается, что планктон обитает в воде, существуют также летающие виды, которые проводят часть своей жизни, дрейфуя в атмосфере. Этот аэропланктон включает споры растений , пыльцу разносимые ветром и семена, . Они могут также включать микроорганизмы, попавшие в воздух из-за земных пыльных бурь, и океанический планктон, попавший в воздух с морскими брызгами .
Хотя многие виды планктона имеют микроскопические размеры, планктон включает организмы самых разных размеров, включая крупные организмы, такие как медузы. [5] Это связано с тем, что планктон определяется своей экологической нишей и уровнем подвижности , а не какой-либо филогенетической или таксономической классификацией. Категория «планктон» отличает эти организмы от тех, которые плавают на поверхности воды, называемых нейстоном , тех, которые могут плавать против течения, называемых нектоном , и тех, которые живут на глубоководном морском дне, называемых бентосом .
Терминология
[ редактировать ]Название «планктон» было придумано немецким морским биологом Виктором Хенсеном в 1887 году путем сокращения слова «галипланктон» от греческого ᾰ̔́λς háls «море» и πλανάω planáō — «дрейфовать» или «бродить». [6] : 1 Хотя некоторые формы способны к независимому передвижению и могут плавать на сотни метров вертикально за один день (поведение, называемое суточной вертикальной миграцией ), их горизонтальное положение в первую очередь определяется движением окружающей воды, и планктон обычно переносится океанскими течениями . В этом отличие от нектонных организмов, таких как рыбы , кальмары и морские млекопитающие , которые могут плавать против окружающего потока и контролировать свое положение в окружающей среде.
Внутри планктона голопланктон проводит весь свой жизненный цикл в виде планктона (например, большинство водорослей , копеподы , сальпы и некоторые медузы ). Напротив, меропланктон является планктонным только часть своей жизни (обычно на личиночной стадии), а затем переходит либо к нектическому (плаванию), либо к бентосному (морскому дну) существованию. Примеры меропланктона включают личинки морских ежей , морские звезды , ракообразные , морские черви и большинство рыб . [7]
Количество и и распределение планктона зависит от доступных питательных веществ, состояния воды большого количества другого планктона. [8]
Изучение планктона называется планктологией , а планктонную особь называют планктером. [9] Прилагательное планктонный широко используется как в научной, так и в популярной литературе и является общепринятым термином. Однако с точки зрения предписывающей грамматики менее часто используемое планктическое слово является более точным прилагательным. При получении английских слов от их греческих или латинских корней окончание с учетом пола (в данном случае «-on», которое указывает на то, что слово является средним) обычно опускается, используя при выводе только корень слова. [10]
- Некоторые морские диатомеи — ключевая фитопланктона группа
Трофические группы
[ редактировать ]Часть серии о |
Планктон |
---|
Планктон в первую очередь делится на широкие функциональные (или трофические ) группы:
- Фитопланктон (от греческого phyton — растение) — автотрофные прокариотические или эукариотические водоросли , обитающие у поверхности воды, где достаточно света для поддержания фотосинтеза . Среди наиболее важных групп — диатомовые водоросли , цианобактерии , динофлагелляты и кокколитофоры .
- Зоопланктон (от греческого Zoon , или животное) — это мелкие простейшие или многоклеточные животные (например, ракообразные и другие животные ), которые питаются другим планктоном. Сюда относятся некоторые яйца и личинки более крупных нектонных животных, таких как рыбы, ракообразные и кольчатые черви .
- Микопланктон включает грибы и грибоподобные организмы , которые, как и бактериопланктон, также играют важную роль в реминерализации и круговороте питательных веществ . [11]
- Бактериопланктон включает бактерии и археи , которые играют важную роль в реминерализации органического материала в толще воды (обратите внимание, что прокариотический фитопланктон также является бактериопланктоном).
- Вириопланктон – это вирусы . Вирусов в планктоне больше, чем бактерий и архей, хотя и гораздо меньше. [12] [13]
Миксопланктон
[ редактировать ]- Миксотрофы . Планктон традиционно делят на группы производителей , потребителей и переработчиков, но некоторые планктоны способны извлечь выгоду из более чем одного трофического уровня. В этой смешанной трофической стратегии, известной как миксотрофия, организмы действуют как производители и потребители либо одновременно, либо переключаясь между способами питания в ответ на условия окружающей среды. Это позволяет использовать фотосинтез для роста, когда питательных веществ и света много, но переключаться на питание фитопланктоном, зоопланктоном или друг другом, когда условия роста плохие. Миксотрофы делятся на две группы; конститутивные миксотрофы, CM, которые способны осуществлять фотосинтез самостоятельно, и неконститутивные миксотрофы, NCM, которые используют фагоцитоз для поглощения фототрофной добычи, которая либо сохраняется внутри клетки-хозяина, получая выгоду от ее фотосинтеза, либо переваривает свою добычу, за исключением пластид , которые продолжают осуществлять фотосинтез ( клептопластика ). [14]
Растет признание важности миксотрофии как экологической стратегии. [15] а также более широкую роль, которую это может играть в морской биогеохимии . [16] Исследования показали, что миксотрофы имеют гораздо большее значение для морской экологии, чем предполагалось ранее, и составляют более половины всего микроскопического планктона. [17] [18] Их присутствие действует как буфер, который предотвращает коллапс экосистем в периоды отсутствия или отсутствия света. [19]
Группы размеров
[ редактировать ]Планктон также часто описывают с точки зрения размера. Обычно используются следующие подразделения: [21]
Однако некоторые из этих терминов могут использоваться с совершенно разными границами, особенно в более широком смысле. Существование и важность нано- и даже более мелкого планктона были обнаружены только в 1980-х годах, но считается, что они составляют наибольшую долю всего планктона по количеству и разнообразию.
Микропланктон и более мелкие группы представляют собой микроорганизмы и действуют при низких числах Рейнольдса , когда вязкость воды более важна, чем ее масса или инерция. [22]
- Размеры планктона по таксономическим группам [23]
Группы среды обитания
[ редактировать ]Морской планктон
[ редактировать ]Морской планктон включает морские бактерии и археи , водоросли , простейшие и дрейфующих или плавающих животных, населяющих соленую воду океанов и солоноватые воды эстуариев.
Пресноводный планктон
[ редактировать ]Пресноводный планктон похож на морской планктон, но встречается внутри страны, в пресных водах озер и рек.
Аэропланктон
[ редактировать ]- Морские брызги , содержащие морские микроорганизмы , могут подниматься высоко в атмосферу и путешествовать по земному шару в виде аэропланктона, прежде чем упасть обратно на землю.
Аэропланктон которые плавают и дрейфуют в воздухе, увлекаемые потоком ветра — это крошечные формы жизни , ; они являются атмосферным аналогом океанического планктона. Большинство живых существ, составляющих аэропланктон, имеют размеры от очень маленьких до микроскопических , и многие из них трудно идентифицировать из-за их крошечных размеров. Ученые могут собирать их для изучения в ловушках и сметать сетями с самолетов , воздушных змеев или воздушных шаров. [24] Аэропланктон состоит из многочисленных микробов , включая вирусы , около 1000 различных видов бактерий , около 40 000 разновидностей грибов и сотен видов протистов , водорослей , мхов и печеночников, которые некоторую часть своего жизненного цикла проживают в виде аэропланктона, часто в виде спор . , пыльца и семена , рассеянные ветром . Кроме того, странствующие микроорганизмы поднимаются в воздух из-за наземных пыльных бурь, а еще большее количество переносимых по воздуху морских микроорганизмов поднимается высоко в атмосферу вместе с морскими брызгами. Аэропланктон ежедневно переносит сотни миллионов переносимых по воздуху вирусов и десятки миллионов бактерий на каждый квадратный метр планеты.
по Поверхностный микрослой моря сравнению с подземными водами содержит повышенную концентрацию бактерий и вирусов . [25] [26] Эти материалы могут переноситься с поверхности моря в атмосферу в виде водных аэрозолей, генерируемых ветром , благодаря высокому напряжению паров и процессу, известному как улетучивание . [27] При попадании в воздух эти микробы могут переноситься на большие расстояния в прибрежные районы. Если они попадут на сушу, они могут оказать воздействие на животных, растительность и здоровье человека. [28] Морские аэрозоли, содержащие вирусы, могут перемещаться на сотни километров от источника и оставаться в жидкой форме до тех пор, пока влажность достаточно высока (более 70%). [29] [30] [31] Эти аэрозоли способны оставаться во взвешенном состоянии в атмосфере около 31 дня. [32] Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что бактерии могут оставаться жизнеспособными после переноса вглубь суши через аэрозоли. Некоторые достигали высоты 200 метров на высоте 30 метров над уровнем моря. [33] Процесс переноса этого материала в атмосферу вызывает дальнейшее обогащение как бактериями, так и вирусами по сравнению с SML или подземными водами (до трех порядков в некоторых местах). [33]
Геопланктон
[ редактировать ]Многие животные живут в наземной среде, процветая в переходных, часто микроскопических водоемах и влажности, к ним относятся коловратки и гастротрихи , которые откладывают устойчивые яйца, способные выживать годами в засушливой среде, а некоторые из них могут сами впадать в спячку. Нематоды при таком образе жизни обычно микроскопические. Водяные медведи, несмотря на то, что их продолжительность жизни составляет всего несколько месяцев, как известно, могут впадать в состояние анабиоза в засушливых или агрессивных условиях и выживать десятилетиями. Это позволяет им быть повсеместными в наземной среде, несмотря на то, что для роста и размножения им необходима вода. Известно, что многие микроскопические группы ракообразных, такие как копеподы и амфиподы (к которым песчанки относятся ) и семенные креветки, впадают в спячку, когда высыхают, а также живут в переходных водоемах. [34]
Другие группы
[ редактировать ]Желатиновый зоопланктон
[ редактировать ]Желатиновый зоопланктон – хрупкие животные, обитающие в толще воды океана. Их хрупкие тела не имеют твердых частей и легко повреждаются или разрушаются. [36] Желатиновый зоопланктон часто прозрачен. [37] Все медузы представляют собой студенистый зоопланктон, но не весь студенистый зоопланктон является медузой. Наиболее часто встречающиеся организмы включают гребневики , медузы , сальпы и Chaetognatha в прибрежных водах . Однако почти все морские типы, включая Annelida , Mollusca и Arthropoda , содержат студенистые виды, но многие из этих странных видов обитают в открытом океане и глубоководных водах и менее доступны для случайного наблюдателя за океаном. [38]
Ихтиопланктон
[ редактировать ]Ихтиопланктон – это икра и личинки рыб. В основном они встречаются в освещенной солнцем зоне водной толщи на глубине менее 200 метров, которую иногда называют эпипелагией или фотической зоной . Ихтиопланктон является планктоном , то есть они не могут эффективно плавать самостоятельно, а должны дрейфовать по океанским течениям. Икра рыб вообще не умеет плавать и однозначно является планктоном. Личинки ранних стадий плавают плохо, но личинки более поздних стадий плавают лучше и перестают быть планктонными по мере того, как вырастают в молодь . Личинки рыб являются частью зоопланктона , который поедает более мелкий планктон, а икра рыб несет в себе запасы пищи. И яйца, и личинки поедаются более крупными животными. [39] [40] Рыба может производить большое количество икры, которая часто выбрасывается в толщу открытой воды. Рыбья икра обычно имеет диаметр около 1 миллиметра (0,039 дюйма). Только что вылупившуюся молодь яйцекладущих рыб называют личинками . Обычно они плохо сформированы, несут большой желточный мешок (для питания) и по внешнему виду сильно отличаются от молодых и взрослых особей. Личиночный период у яйцекладущих рыб относительно короткий (обычно всего несколько недель), личинки быстро растут и меняют внешний вид и структуру (процесс, называемый метаморфозом ), превращаясь в молодь. Во время этого перехода личинки должны переключиться с желточного мешка на питание добычей зоопланктона - процесс, который обычно зависит от недостаточной плотности зоопланктона, приводящей к голоданию многих личинок. Со временем личинки рыб обретают способность плавать против течения, после чего перестают быть планктоном и превращаются в молодь рыб .
Голопланктон
[ редактировать ]Голопланктон – это организмы, которые являются планктонными на протяжении всего жизненного цикла. Голопланктон можно противопоставить меропланктону — планктонным организмам, проводящим часть своего жизненного цикла в донной зоне . Примеры голопланктона включают некоторые диатомовые водоросли , радиолярии , некоторые динофлагелляты , фораминиферы , амфиподы , криль , копеподы и сальпы , а также некоторые виды брюхоногих моллюсков. Голопланктон обитает в пелагической зоне, а не в донной зоне . [42] Голопланктон включает как фитопланктон , так и зоопланктон и различается по размеру. Самый распространенный планктон — протисты . [43]
Меропланктон
[ редактировать ]Меропланктон — это большое разнообразие водных организмов, которые в своем жизненном цикле проходят как планктонную, так и донную стадии. Большая часть меропланктона состоит из личиночных стадий более крупных организмов. [34] Меропланктон можно противопоставить голопланктону , который представляет собой планктонные организмы, которые остаются в пелагической зоне в виде планктона на протяжении всего своего жизненного цикла. [44] Через некоторое время в планктоне многие меропланктоны переходят в нектон или переходят к бентосному (часто сидячему ) образу жизни на морском дне . Личиночные стадии донных беспозвоночных составляют значительную часть планктонных сообществ. [45] Стадия планктонной личинки особенно важна для многих донных беспозвоночных, поскольку она позволяет расселять молодняк. В зависимости от конкретного вида и условий окружающей среды меропланктон на личиночной или ювенильной стадии может оставаться в пелагической зоне в течение времени от часов до месяцев. [34]
Псевдопланктон
[ редактировать ]Псевдопланктон — это организмы, которые прикрепляются к планктонным организмам или другим плавающим объектам, таким как дрейфующая древесина, плавучие раковины таких организмов, как спирула , или искусственные обломки . Примеры включают гусиные ракушки и мшанок Jellyella . Сами по себе эти животные не могут плавать , что контрастирует с настоящими планктонными организмами, такими как Веллелла и португальский военный корабль , которые обладают плавучестью. Псевдопланктон часто встречается в кишечнике фильтрующих зоопланктеров . [46]
Тихопланктон
[ редактировать ]Тихопланктон — это организмы, такие как свободноживущие или прикрепленные донные организмы и другие непланктонные организмы, которые переносятся в планктон в результате нарушения их донной среды обитания или ветром и течениями. [47] Это может произойти в результате прямой турбулентности или разрушения субстрата и последующего уноса его в толщу воды. [47] [48] Таким образом, тихопланктон является основным подразделением для сортировки планктонных организмов по продолжительности жизненного цикла, проведенного в планктоне, поскольку ни вся их жизнь, ни отдельные репродуктивные части не ограничиваются планктонным существованием. [49] Тихопланктон иногда называют случайным планктоном .
Минерализованный планктон
[ редактировать ]- Диатомовые водоросли имеют стеклянные панцири ( панцири ) и производят большую часть мирового кислорода.
- Сложные кремнеземные раковины микроскопических морских радиолярий могут в конечном итоге производить опал .
- планктонных Цветение у водорослей кокколитофоров южного побережья Англии
Распределение
[ редактировать ]Помимо аэропланктона, планктон населяет океаны, моря, озера и пруды. Местная численность варьируется по горизонтали, вертикали и сезону. Основной причиной этой изменчивости является доступность света. Все планктонные экосистемы питаются за счет солнечной энергии (но см. «Хемосинтез» ), ограничивая первичное производство поверхностными водами, а также географическими регионами и сезонами с обильным освещением.
Вторичной переменной является доступность питательных веществ. Хотя на больших территориях тропических и субтропических океанов много света, первичная продукция в них относительно низкая, поскольку они предлагают ограниченное количество питательных веществ, таких как нитраты , фосфаты и силиката . Это является результатом крупномасштабной циркуляции океана и расслоения водной толщи . В таких регионах первичная продукция обычно происходит на большей глубине, хотя и на пониженном уровне (из-за пониженного освещения).
Несмотря на значительные концентрации макронутриентов , некоторые регионы океана непродуктивны (так называемые регионы HNLC ). [50] его добавление может В этих регионах дефицит микроэлемента железа, и привести к образованию цветения водорослей фитопланктона . [51] Железо в основном попадает в океан через отложения пыли на поверхности моря. Как это ни парадоксально, океанические районы, прилегающие к непродуктивным засушливым землям, обычно имеют обильный фитопланктон (например, восточная часть Атлантического океана , куда пассаты приносят пыль из пустыни Сахара в Северной Африке ).
Хотя планктон наиболее распространен в поверхностных водах, он обитает во всей толще воды. На глубинах, где не происходит первичной продукции, зоопланктон и бактериопланктон вместо этого потребляют органический материал, опускающийся из более продуктивных поверхностных вод наверху. Этот поток опускающегося материала, так называемого морского снега , может быть особенно сильным после прекращения весеннего цветения .
На местное распределение планктона могут влиять ветровая ленгмюровская циркуляция и биологические эффекты этого физического процесса.
Экологическое значение
[ редактировать ]Пищевая цепочка
[ редактировать ]Внешние видео | |
---|---|
Тайная жизнь планктона – YouTube |
представляют несколько нижних уровней пищевой цепи , поддерживающей коммерчески важное рыболовство Помимо того, что планктонные экосистемы , они играют роль в биогеохимических циклах многих важных химических элементов океана , включая углеродный цикл . [52] Личинки рыб в основном питаются зоопланктоном, который, в свою очередь, поедает фитопланктон. [53]
Углеродный цикл
[ редактировать ]В первую очередь, питаясь фитопланктоном, зоопланктон поставляет углерод в планктонную пищевую сеть , либо вдыхая его для обеспечения метаболической энергии, либо после смерти в виде биомассы или детрита . Органический материал имеет тенденцию быть более плотным, чем морская вода , поэтому он погружается в экосистемы открытого океана вдали от береговой линии, перенося вместе с собой углерод. Этот процесс, называемый биологическим насосом , является одной из причин того, что океаны являются крупнейшим поглотителем углерода на Земле . Однако было показано, что на него влияет повышение температуры. [54] [55] [56] [57] В 2019 году исследование показало, что при продолжающихся темпах закисления морской воды фитопланктон Антарктики может стать меньше и менее эффективно хранить углерод до конца века. [58]
Возможно, удастся увеличить поглощение океаном углекислого газа ( CO
2 ) образуется в результате деятельности человека за счет увеличения производства планктона за счет удобрения железом – внесения большого количества железа в океан. Однако этот метод может оказаться непрактичным в больших масштабах. в океане истощение кислорода и, как следствие, производство метана (вызванное избыточным производством, реминерализацией на глубине). Одним из потенциальных недостатков является [59] [60]
Производство кислорода
[ редактировать ]Фитопланктон поглощает энергию Солнца и питательные вещества из воды для производства собственного питания или энергии. В процессе фотосинтеза фитопланктон выделяет молекулярный кислород ( O
2 ) в воду как побочный продукт отходов. Подсчитано, что около 50% кислорода в мире производится в результате фотосинтеза фитопланктона. [61] Остальное производится путем фотосинтеза на суше растениями . [61] Кроме того, фотосинтез фитопланктона контролирует содержание CO в атмосфере.
2 / О
2 баланса с раннего докембрия . [62]
Эффективность поглощения
[ редактировать ]Эффективность поглощения (AE) планктона — это доля пищи, поглощаемой планктоном, которая определяет, насколько доступны потребляемые органические материалы для удовлетворения необходимых физиологических потребностей. [63] В зависимости от скорости кормления и состава добычи различия в эффективности поглощения могут привести к изменениям в производстве фекальных гранул и, таким образом, регулировать количество органического материала, перерабатываемого обратно в морскую среду. Низкая скорость подачи обычно приводит к высокой эффективности поглощения и получению мелких и плотных гранул, тогда как высокая скорость подачи обычно приводит к низкой эффективности поглощения и получению более крупных гранул с большим содержанием органических веществ. Еще одним фактором, способствующим выделению растворенных органических веществ (РОВ), является частота дыхания. Физические факторы, такие как доступность кислорода, pH и условия освещенности, могут влиять на общее потребление кислорода и на то, сколько углерода теряется из зоопланктона в виде вдыхаемого CO 2 . Относительные размеры зоопланктона и добычи также определяют, сколько углерода выделяется при неаккуратном кормлении . Меньшая добыча проглатывается целиком, тогда как более крупная добыча может питаться более «небрежно», то есть больше биовещества высвобождается в результате неэффективного потребления. [64] [65] Есть также доказательства того, что состав рациона может влиять на высвобождение питательных веществ: в рационе плотоядных животных выделяется больше растворенного органического углерода (DOC) и аммония, чем в рационе всеядных животных. [66]
Изменчивость биомассы
[ редактировать ]Рост популяций фитопланктона зависит от уровня освещенности и доступности питательных веществ. Главный фактор, ограничивающий рост, варьируется от региона к региону мирового океана. В широком масштабе рост фитопланктона в олиготрофных тропических и субтропических круговоротах обычно ограничивается поступлением питательных веществ, тогда как свет часто ограничивает рост фитопланктона в субарктических круговоротах. Изменчивость окружающей среды в различных масштабах влияет на количество питательных веществ и света, доступных для фитопланктона, и, поскольку эти организмы составляют основу морской пищевой сети, эта изменчивость роста фитопланктона влияет на более высокие трофические уровни. Например, в межгодовых масштабах уровни фитопланктона временно резко падают в периоды Эль-Ниньо , что влияет на популяции зоопланктона, рыб, морских птиц и морских млекопитающих .
Влияние антропогенного потепления на глобальную популяцию фитопланктона является областью активных исследований. Ожидается, что изменения в вертикальной стратификации водной толщи, скорости температурно-зависимых биологических реакций и поступлении питательных веществ из атмосферы окажут важное влияние на будущую продуктивность фитопланктона. [67] Кроме того, изменения в смертности фитопланктона из-за темпов выпаса зоопланктона могут быть значительными.
Разнообразие планктона
[ редактировать ]- Pelagibacter ubique , самая распространенная бактерия в океане, играет важную роль в глобальных углеродных циклах.
- Крошечная цианобактерия Prochromococcus вносит основной вклад в содержание кислорода в атмосфере.
- Копепод из Антарктиды, полупрозрачное яйцевидное животное с двумя длинными усиками.
- На изображении личинка сельди с остатками желтка и длинной кишкой, видимой на прозрачном животном.
- Личинки ледяной рыбы из Антарктиды не имеют гемоглобина
- У морского ореха гребневика есть временный анус, который образуется только тогда, когда ему необходимо испражняться. [68]
- Личинка угря, дрейфующая по течению Гольфстрима
- Антарктический криль , вероятно, самая большая биомасса одного вида на планете.
- Микрозоопланктон - основные пожиратели планктона: две динофлагелляты и тинтиннид инфузория.
- Саргассовые водоросли дрейфуют по течению, используя воздушные пузыри, чтобы оставаться на плаву.
- Планктонные пузырьки морской пены с изображением фотографа
- Макропланктон: улитка Janthina janthina (с пузырьковым поплавком), выброшенная на пляж в Мауи.
Планктонные отношения
[ редактировать ]Рыба и планктон
[ редактировать ]Зоопланктон является исходной добычей практически всех личинок рыб при их переходе с желточного мешка на внешнее питание. Рыбы полагаются на плотность и распределение зоопланктона, соответствующее плотности новых личинок, которые в противном случае могут умереть от голода. Природные факторы (например, колебания течения, изменения температуры) и антропогенные факторы (например, речные плотины, закисление океана , повышение температуры) могут сильно влиять на зоопланктон, что, в свою очередь, может сильно влиять на выживаемость личинок и, следовательно, на успех размножения.
Было показано, что планктон может быть неоднородным в морской среде, где нет значительных популяций рыб, и, кроме того, там, где рыбы много, на динамику зоопланктона влияет уровень хищничества рыб в их среде. В зависимости от уровня хищничества они могли проявлять регулярное или хаотичное поведение. [69]
Негативное влияние, которое личинки рыб могут оказать на цветение планктонных водорослей, заключается в том, что личинки продлевают период цветения за счет уменьшения количества доступного зоопланктона; это, в свою очередь, способствует чрезмерному росту фитопланктона, позволяя цветению процветать. [53]
Важность как фитопланктона, так и зоопланктона также хорошо известна в экстенсивном и полуинтенсивном прудовом рыбоводстве. Стратегии управления прудами с использованием планктона для выращивания рыбы практикуются традиционными рыбоводами на протяжении десятилетий, что иллюстрирует важность планктона даже в антропогенной среде.
Киты и планктон
[ редактировать ]Из всех фекалий животных именно фекалии китов являются «трофеем» с точки зрения увеличения доступности питательных веществ. Фитопланктон является источником первичной продукции открытого океана и может получать многие питательные вещества из фекалий китов. [70] В морской пищевой сети фитопланктон находится в ее основе и потребляется зоопланктоном и крилем, на которых охотятся все более и более крупные морские организмы, включая китов, поэтому можно сказать, что китовые фекалии питают всю пищевую сеть. .
Человек и планктон
[ редактировать ]Планктон оказывает множество прямых и косвенных воздействий на человека.
Около 70% кислорода в атмосфере производится в океанах фитопланктоном, выполняющим фотосинтез, а это означает, что большая часть кислорода, доступного для нас и других организмов, которые дышат аэробно, производится планктоном. [71]
Планктон также составляет основу морской пищевой сети, обеспечивая пищу для всех вышеперечисленных трофических уровней. Недавние исследования проанализировали морскую пищевую сеть, чтобы увидеть, работает ли система по принципу «сверху вниз» или «снизу вверх» . По сути, это исследование направлено на понимание того, вызваны ли изменения в пищевой сети питательными веществами в ее нижней части или хищниками наверху. Общий вывод состоит в том, что восходящий подход, по-видимому, более предсказывает поведение пищевой сети. [72] Это указывает на то, что планктон имеет большее влияние на успех основных видов-консументов, которые охотятся на них, чем вторичные консументы, которые охотятся на первичных потребителей.
В некоторых случаях планктон выступает в качестве промежуточного хозяина для смертельных паразитов человека. Одним из таких случаев является холера — инфекция, вызываемая несколькими патогенными штаммами холерного вибриона . Было показано, что эти виды имеют симбиотические отношения с хитиновыми видами зоопланктона, такими как копеподы . Эти бактерии получают пользу не только от питания, обеспечиваемого хитоном зоопланктона, но и от защиты от кислой среды. После того, как копеподы были проглочены человеком-хозяином, хитиновая оболочка защищает бактерии от желудочной кислоты в желудке и проникают в кишечник. Оказавшись там, бактерии связываются с поверхностью тонкой кишки, и в течение пяти дней у хозяина начинают развиваться симптомы, включая сильную диарею. [73]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лалли, К.; Парсонс, Т. (1993). Биологическая океанография: Введение . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-3384-0 .
- ^ Смит, Дэвид Дж. (июль 2013 г.). «Аэропланктон и необходимость глобальной сети мониторинга» . Бионаука . 63 (7): 515–516. дои : 10.1525/bio.2013.63.7.3 . S2CID 86371218 .
- ^ «планктер» . Словарь американского наследия . Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt. Архивировано из оригинала 9 ноября 2018 года . Проверено 9 ноября 2018 г.
- ^ Лоутон, Грэм (10 февраля 2024 г.). «Грибки, эй!». Новый учёный . 261 (3477): 37–39. Бибкод : 2024NewSc.261b..37L . дои : 10.1016/S0262-4079(24)00274-4 .
- ^ Долан, Джон (ноябрь 2012 г.). «Микрозоопланктон: микроскопические (микро) животные (зоопарк) планктона» (PDF) . Океанографический институт . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 16 января 2014 г.
- ^ Хансен, Виктор (1887). «Об определении планктона или веществ, плавающих в море, на растениях и животных » . Пятый отчет Комиссии по научному изучению немецких морей (на немецком языке). 12 (12-16). Берлин, Германия: Пол Парей: 1-108 – через Библиотеку наследия биоразнообразия.
- ^ Карлескинт, Джордж; Тернер, Ричард; Смолл, Джеймс (2013). «17: Открытое море». Введение в морскую биологию (4-е изд.). Брукс/Коул. стр. 442–443. ISBN 978-1-133-36446-7 .
- ^ Агравай, Анджу; Гопнал, Кришна (2013). Биомониторинг воды и сточных вод . Спрингер Индия. п. 34. ISBN 978-8-132-20864-8 . Проверено 2 апреля 2018 г.
- ^ «Планктер – морская биология» . Британская энциклопедия .
- ^ Эмилиани, К. (1991). «Планктон/Планктон, Нектик/Нектон, Бентос/Бентос». Журнал палеонтологии . 65 (2): 329. Бибкод : 1991JPal...65..329E . дои : 10.1017/S0022336000020576 . JSTOR 1305769 . S2CID 131283465 .
- ^ Ван, Г.; Ван, X.; Лю, X.; Ли, К. (2012). «Разнообразие и биогеохимическая функция планктонных грибов океана». В Рагхукумаре, Чандралата (ред.). Биология морских грибов . Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 71–88. ISBN 978-3-642-23342-5 .
- ^ Уоммак, Кентукки; Колвелл, Р.Р. (март 2000 г.). «Вириопланктон: вирусы в водных экосистемах» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 64 (1): 69–114. дои : 10.1128/ММБР.64.1.69-114.2000 . ПМК 98987 . ПМИД 10704475 .
- ^ «Планктон» . Библиотека ресурсов . Нэшнл Географик . Проверено 13 сентября 2019 г.
- ^ Лелеш, Сузана Гонсалвес (ноябрь 2018 г.). «Моделирование миксотрофного функционального разнообразия и последствий для функционирования экосистемы - Oxford Journals» . Журнал исследований планктона . 40 (6): 627–642. дои : 10.1093/plankt/fby044 .
- ^ Хартманн, М.; Гроб, К.; Тарран, Джорджия; Мартин, АП; Беркилл, штат Пенсильвания; Сканлан, диджей; Зубков, М.В. (2012). «Миксотрофная основа атлантических олиготрофных экосистем» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 109 (15): 5756–5760. Бибкод : 2012PNAS..109.5756H . дои : 10.1073/pnas.1118179109 . ПМК 3326507 . ПМИД 22451938 .
- ^ Уорд, бакалавр; Далее, MJ (2016). «Морская миксотрофия увеличивает эффективность трофического переноса, средний размер организма и вертикальный поток углерода» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 113 (11): 2958–2963. Бибкод : 2016PNAS..113.2958W . дои : 10.1073/pnas.1517118113 . ПМК 4801304 . ПМИД 26831076 .
- ^ «Запутавшись в паутине жизни» . Журнал Ученый .
- ^ «Раскрыты: загадочные триффиды-убийцы, которые доминируют в жизни наших океанов» . 3 ноября 2016 г.
- ^ «Катастрофическая тьма» . Журнал астробиологии . Архивировано из оригинала 26 сентября 2015 г. Проверено 27 ноября 2019 г.
- ^ Чуст Г., Фогт М., Бенедетти Ф., Наков Т., Виллегер С., Обер А., Валлина С.М., Ригетти Д., Нот Ф., Биард Т. и Биттнер, Л. (2017) « Mare incognitum : взгляд на будущие исследования разнообразия планктона и экологии». Границы морской науки , 4 : 68. два : 10.3389/fmars.2017.00068 .
- ^ Омори, М.; Икеда, Т. (1992). Методы экологии морского зоопланктона . Малабар, США: Издательская компания Krieger. ISBN 978-0-89464-653-9 .
- ^ Дюсенбери, Дэвид Б. (2009). Жизнь на микроуровне: неожиданная физика маленького роста . Кембридж: Издательство Гарвардского университета. ISBN 978-0-674-03116-6 .
- ^ Карсенти, Эрик; Ацинас, Сильвия Г.; Борк, Пер; Боулер, Крис; Де Варгас, Колумбан; Раес, Йерун; Салливан, Мэтью; Арендт, Детлев; Бензони, Франческа; Клавери, Жан-Мишель; Следующее, Мик; Горский, Габи; Хингамп, Паскаль; Юдикон, Дэниел; Жайон, Оливье; Кандельс-Льюис, Стефани; Кржич, Урос; Нет, Фабрис; Огата, Хироюки; Пезан, Стефан; Рейно, Эммануэль Жорж; Сардет, Кристиан; Сьераки, Майкл Э.; Речь, Сабрина; Велаюдон, Дидье; Вайсенбах, Жан; Винкер, Патрик (2011). «Целостный подход к биологии морских экосистем» . ПЛОС Биология . 9 (10): e1001177. дои : 10.1371/journal.pbio.1001177 . ПМК 3196472 . ПМИД 22028628 .
- ^ AC Hardy и PS Milne (1938) Исследования распространения насекомых воздушными потоками. Журнал экологии животных, 7(2):199-229.
- ^ Лисс, PS (1997). Поверхность моря и глобальные изменения . Кембридж, Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-56273-7 . OCLC 34933503 .
- ^ Бланшар, округ Колумбия, 1983. Производство, распространение и бактериальное обогащение аэрозоля морской соли. В: Лисс, П.С., Слинн, WGN ŽEds.., Воздухо-морской обмен газов и частиц. D. Reidel Publishing Co., Дордрехт, Нидерланды, стр. 407–444.
- ^ Уоллес-младший, Г.Т., Дуче, Р.А., 1978. Перенос твердых частиц органического вещества пузырьками в морских водах. Лимнол. Океаногр. 23 Ж6, 1155–1167.
- ^ ВОЗ, 1998. Проект руководящих принципов по безопасной рекреационной водной среде: прибрежные и пресные воды, проект для консультаций. Всемирная организация здравоохранения, Женева, EOSrDRAFTr98 14, стр. 207–299.
- ^ Классен, Р.Д., и Роберж, PR (1999). Моделирование переноса аэрозолей как помощь в понимании закономерностей атмосферной коррозии. Материалы и дизайн, 20, 159–168.
- ^ Мурти, К.К., Сатиш, С.К., и Кришна Мурти, Б.В. (1998). Характеристики спектральных оптических толщин и распределения аэрозолей по размерам над тропическими областями океана. Журнал атмосферной и солнечно-земной физики, 60, 981–992.
- ^ Чоу, Дж. К., Уотсон, Дж. Г., Грин, MC, Ловенталь, Д. Х., Бейтс, Б., Ослунд, В., и Торре, Г. (2000). Трансграничный перенос и пространственная изменчивость взвешенных частиц в Мехикали и Имперской долине Калифорнии. Атмосферная среда, 34, 1833–1843 гг.
- ^ Аллер Дж., Кузнецова М., Янс К., Кемп П. (2005) Микрослой морской поверхности как источник обогащения вирусами и бактериями морских аэрозолей. Журнал аэрозольной науки. Том. 36, стр. 801-812.
- ^ Перейти обратно: а б Маркс Р., Кручалак К., Янковска К. и Михальска М. (2001). Бактерии и грибки в воздухе над Гданьским заливом и Балтийским морем. Журнал аэрозольной науки, 32, 237–250.
- ^ Перейти обратно: а б с Штюбнер, Э.И.; Сёрейде, JE (27 января 2016 г.). «Кругогодичная динамика меропланктона на высокоарктическом Шпицбергене» . Журнал исследований планктона . 38 (3): 522–536. дои : 10.1093/plankt/fbv124 .
- ^ Хейс, Грэм С .; Дойл, Томас К.; Хоутон, Джонатан Д.Р. (2018). «Смена парадигмы трофического значения медуз?» . Тенденции в экологии и эволюции . 33 (11): 874–884. Бибкод : 2018TEcoE..33..874H . дои : 10.1016/j.tree.2018.09.001 . ПМИД 30245075 . S2CID 52336522 .
- ^ Лалли, К.М. и Парсонс, Т.Р. (2001) Биологическая океанография . Баттерворт-Хайнеманн.
- ^ Джонсен, С. (2000) Прозрачные животные. Scientific American 282 : 62-71.
- ^ Нувиан, К. (2007) Глубина . Издательство Чикагского университета.
- ^ Что такое ихтиопланктон? Юго-западный научный центр рыболовства, НОАА. Изменено 3 сентября 2007 г. Проверено 22 июля 2011 г.
- ^ Аллен, доктор Ларри Г.; Хорн, доктор Майкл Х. (15 февраля 2005 г.). Экология морских рыб: Калифорния и прилегающие воды . Издательство Калифорнийского университета. стр. 269–319. ISBN 9780520932470 .
- ^ Харви, Эдмунд Ньютон (1952). Биолюминесценция . Академическая пресса.
- ^ Андерсон, Дженни. «Морской планктон» . Морская наука . Проверено 4 апреля 2012 г.
- ^ Разговоры, Тед. «Зоопланктон» . Морская жизнь/Морские беспозвоночные . Архивировано из оригинала 07.12.2017 . Проверено 4 апреля 2012 г.
- ^ «Планктон» . Британника . Проверено 13 июня 2020 г.
- ^ Ершова Е.А.; Деското, Р. (13 августа 2019 г.). «Разнообразие и распространение меропланктонных личинок в Тихоокеанской Арктике и связь с сообществами взрослых донных беспозвоночных» . Границы морской науки . 6 . дои : 10.3389/fmars.2019.00490 . hdl : 10037/16483 . S2CID 199638114 .
- ^ Сорокин, Юрий И. (12 марта 2013 г.). Экология коралловых рифов . Springer Science & Business Media. п. 96. ИСБН 9783642800467 .
- ^ Перейти обратно: а б Чепмен, Майкл Дж .; Маргулис, Линн (2009). Королевства и владения: Иллюстрированный путеводитель по типам жизни на Земле ([4-е изд.]. Изд.). Амстердам: Академическая пресса/Эльзевир. стр. 566 . ISBN 978-0123736215 .
- ^ Симберлофф, Дэниел; Рейманек, Марсель, ред. (2011). Энциклопедия биологических инвазий . Беркли: Издательство Калифорнийского университета. стр. 736 . ISBN 978-0520264212 .
- ^ Кенниш, Майкл Дж., изд. (2004). Эстуарные исследования, мониторинг и защита ресурсов . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 194. ИСБН 978-0849319600 . Архивировано из оригинала 20 января 2013 г.
- ^ Мартин, Дж. Х.; Фицуотер, ЮВ (1988). «Дефицит железа ограничивает рост фитопланктона в субарктике северо-восточной части Тихого океана». Природа . 331 (6154): 341–343. Бибкод : 1988Natur.331..341M . дои : 10.1038/331341a0 . S2CID 4325562 .
- ^ Бойд, П.В.; и др. (2000). «Мезомасштабное цветение фитопланктона в полярном Южном океане, стимулируемое внесением удобрений». Природа . 407 (6805): 695–702. Бибкод : 2000Natur.407..695B . дои : 10.1038/35037500 . ПМИД 11048709 . S2CID 4368261 .
- ^ Фальковски, Пол Г. (1994). «Роль фотосинтеза фитопланктона в глобальных биогеохимических циклах» (PDF) . Исследования фотосинтеза . 39 (3): 235–258. Бибкод : 1994PhoRe..39..235F . дои : 10.1007/BF00014586 . ПМИД 24311124 . S2CID 12129871 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Перейти обратно: а б Джеймс, Алекс; Питчфорд, Джонатан В.; Бриндли, Джон (1 февраля 2003 г.). «Взаимосвязь между цветением планктона, вылуплением личинок рыб и пополнением» . Экологическое моделирование . 160 (1): 77–90. Бибкод : 2003EcMod.160...77J . дои : 10.1016/S0304-3800(02)00311-3 . ISSN 0304-3800 .
- ^ Сарменто, Х.; Монтойя, Дж. М.; Васкес-Домингес, Э.; Ваке, Д.; Газоль, Ж.М. (2010). «Влияние потепления на процессы морской микробной пищевой сети: как далеко мы можем зайти, когда дело доходит до прогнозов?» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 365 (1549): 2137–2149. дои : 10.1098/rstb.2010.0045 . ПМК 2880134 . ПМИД 20513721 .
- ^ Васкес-Домингес, Э.; Ваке, Д.; Газоль, Ж.М. (2007). «Потепление океана усиливает дыхание и потребность прибрежного микробного планктона в углероде». Биология глобальных изменений . 13 (7): 1327–1334. Бибкод : 2007GCBio..13.1327V . дои : 10.1111/j.1365-2486.2007.01377.x . hdl : 10261/15731 . S2CID 8721854 .
- ^ Васкес-Домингес, Э.; Ваке, Д.; Газоль, Ж.М. (2012). «Влияние температуры на гетеротрофные бактерии, гетеротрофные нанофлагелляты и высших микробных хищников северо-западного Средиземноморья» . Водная микробная экология . 67 (2): 107–121. дои : 10.3354/ame01583 . hdl : 10261/95626 .
- ^ Мазуекос, Э.; Аристеги, Ж.; Васкес-Домингес, Э.; Ортега-Ретуэрта, Э.; Газоль, Ж.М.; Рече, И. (2012). «Температурный контроль микробного дыхания и эффективности роста в мезопелагической зоне Южной Атлантики и Индийского океанов» . Глубоководные исследования. Часть I: Статьи океанографических исследований . 95 (2): 131–138. дои : 10.3354/ame01583 . hdl : 10261/95626 .
- ^ Петру, Катерина; Нильсен, Дэниел (27 августа 2019 г.). «Кислотные океаны сокращают планктон, ускоряя изменение климата» . физ.орг . Проверено 7 сентября 2019 г.
- ^ Чисхолм, Юго-Запад; и др. (2001). «Дискредитация удобрения океана». Наука . 294 (5541): 309–310. дои : 10.1126/science.1065349 . ПМИД 11598285 . S2CID 130687109 .
- ^ Омон, О.; Бопп, Л. (2006). «Глобализация результатов океана in situ исследований железного удобрения » . Глобальные биогеохимические циклы . 20 (2): GB2017. Бибкод : 2006GBioC..20.2017A . дои : 10.1029/2005GB002591 .
- ^ Перейти обратно: а б Роуч, Джон (7 июня 2004 г.). «Источник кислорода на половине Земли получает мало внимания» . Национальные географические новости . Архивировано из оригинала 8 июня 2004 года . Проверено 4 апреля 2016 г.
- ^ Таппан, Хелен (апрель 1968 г.). «Первичное производство, изотопы, вымирания и атмосфера». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 4 (3): 187–210. Бибкод : 1968PPP.....4..187T . дои : 10.1016/0031-0182(68)90047-3 .
- ^ Стейнберг, Дебора К.; Лэндри, Майкл Р. (2017). «Зоопланктон и углеродный цикл океана». Ежегодный обзор морской науки . 9 : 413–444. Бибкод : 2017ARMS....9..413S . doi : 10.1146/annurev-marine-010814-015924 . ПМИД 27814033 .
- ^ Моллер, Э.Ф. (2004). «Небрежное питание морских копепод: производство растворенного органического углерода в зависимости от размера добычи» . Журнал исследований планктона . 27 : 27–35. дои : 10.1093/plankt/fbh147 .
- ^ Мюллер, Ева Фриис (2007). «Производство растворенного органического углерода в результате неаккуратного питания копеподами Acartia tonsa, Centropages typicus и Temora longicornis» . Лимнология и океанография . 52 (1): 79–84. Бибкод : 2007LimOc..52...79M . дои : 10.4319/lo.2007.52.1.0079 .
- ^ Тор, П.; Плотина, ХГ; Роджерс, ДР (2003). «Судьба органического углерода, выделяющегося из разлагающихся фекальных гранул копепод, в связи с производством бактерий и эктоферментативной активностью» . Водная микробная экология . 33 : 279–288. дои : 10.3354/ame033279 .
- ^ Штайнахер, М.; и др. (2010). «Прогнозируемое снижение продуктивности морской среды в 21 веке: многомодельный анализ» . Биогеонауки . 7 (3): 979–1005. Бибкод : 2010BGeo....7..979S . дои : 10.5194/bg-7-979-2010 . hdl : 11858/00-001M-0000-0011-F69E-5 .
- ^ Майкл Ле Пейдж (март 2019 г.). «Животное с анусом, который приходит и уходит, может показать, как развивался наш анус» . Новый учёный .
- ^ Медвинский, Александр Б.; Тихонова Ирина А.; Алиев, Рубин Р.; Ли, Бай-Лянь; Линь, Чжэнь-Шань; Мальхов, Хорст (26 июля 2001 г.). «Неоднородная среда как фактор сложной динамики планктона» . Физический обзор E . 64 (2): 021915. Бибкод : 2001PhRvE..64b1915M . дои : 10.1103/PhysRevE.64.021915 . ISSN 1063-651X . ПМИД 11497628 .
- ^ «китовые фекалии и фитопланктон борются с изменением климата» . ИФАВ . Проверено 29 марта 2022 г.
- ^ Секерчи, Ядигар; Петровский, Сергей (01 декабря 2015 г.). «Математическое моделирование планктонно-кислородной динамики в условиях изменения климата» . Бюллетень математической биологии . 77 (12): 2325–2353. дои : 10.1007/s11538-015-0126-0 . hdl : 2381/36058 . ISSN 1522-9602 . ПМИД 26607949 . S2CID 8637912 .
- ^ Фредериксен, Мортен; Эдвардс, Мартин; Ричардсон, Энтони Дж.; Холлидей, Николас К.; Уэнлесс, Сара (ноябрь 2006 г.). «От планктона до высших хищников: контроль над морской пищевой сетью снизу вверх на четырех трофических уровнях» . Журнал экологии животных . 75 (6): 1259–1268. Бибкод : 2006JAnEc..75.1259F . дои : 10.1111/j.1365-2656.2006.01148.x . ISSN 0021-8790 . ПМИД 17032358 .
- ^ Липп, Эрин К.; Хук, Анвар; Колвелл, Рита Р. (октябрь 2002 г.). «Влияние глобального климата на инфекционные заболевания: модель холеры» . Обзоры клинической микробиологии . 15 (4): 757–770. doi : 10.1128/CMR.15.4.757-770.2002 . ISSN 0893-8512 . ПМК 126864 . ПМИД 12364378 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Кирби, Ричард Р. (2010). Океанские дрифтеры: Тайный мир под волнами . Студия Cactus Ltd, Великобритания. ISBN 978-1-904239-10-9 .
- Дюсенбери, Дэвид Б. (2009). Жизнь в микромасштабе: неожиданная физика маленького размера . Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс ISBN 978-0-674-03116-6 .
- Кьёрбо, Томас (2008). Механистический подход к экологии планктона . Издательство Принстонского университета, Принстон, Нью-Джерси ISBN 978-0-691-13422-2 .
- Долан Дж.Р., Агата С., Коутс Д.В., Монтань, ДЖС, Стокер Д.К., ред. (2013). Биология и экология тинтиннид инфузорий: модели морского планктона . Уайли-Блэквелл, Оксфорд, Великобритания ISBN 978-0-470-67151-1 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Океанские дрифтеры - короткометражный фильм Дэвида Аттенборо о разнообразной роли планктона.
- Plankton Chronicles. Архивировано 28 июля 2020 г. в Wayback Machine - Короткометражные документальные фильмы и фотографии.
- COPEPOD: Глобальная база данных по планктону - база данных глобального охвата данных о биомассе и численности зоопланктона.
- Plankton*Net - Таксономическая база данных изображений видов планктона.
- Путеводитель по морскому зоопланктону юго-восточной Австралии – Тасманский институт аквакультуры и рыболовства
- Фонд сэра Алистера Харди по науке об океане - непрерывное исследование планктона
- Австралийский проект непрерывного регистрации планктона – Интегрированная система морских наблюдений
- Морские дрифтеры - слайд-шоу BBC Audio
- [1] – Изображения планктонных микроорганизмов
- Планктон, планктон, планктон – Очерки номенклатуры
- Журнал исследований планктона [ мертвая ссылка ] — Научный журнал, посвященный планктону