Биоорошение

Биоорошение относится к процессу бентосными организмами промывки нор вышележащей водой . Возникающий в результате обмен растворенными веществами между поровой водой и вышележащей морской водой является важным процессом в контексте биогеохимии океанов.

Морские прибрежные экосистемы часто содержат организмы, дестабилизирующие отложения . Они изменяют физическое состояние осадка. Тем самым улучшая условия для других организмов и себя. Эти организмы часто также вызывают биотурбацию , которая обычно используется взаимозаменяемо или в отношении биоорошения. ^{[ 1 ]}

Биорорригация работает как два разных процесса. Эти процессы известны как частиц переработка и вентиляция — это работа донных макробеспозвоночных ( обычно роющих норы). Эта переработка частиц и вентиляция вызываются организмами, когда они питаются (питание фауны), испражняются , роют норы и дышат .

Биорорригация отвечает за большой объем окислительного транспорта и оказывает большое влияние на биогеохимические циклы .

Роль биоорошения в круговороте элементов

Биорорригация является основным компонентом круговорота элементов. Некоторые из этих элементов включают: магний , азот , кальций , стронций , молибден и уран . Другие элементы вытесняются только на определенных этапах процесса биоорошения. Алюминий , железо , кобальт , медь , цинк и церий поражаются в начале процесса, когда личинки начинают копаться в осадке. Марганец мышьяк , никель , . , кадмий и цезий были мобилизованы немного позже процесса закапывания ^{[ 2 ]}

Проблемы изучения биоорошения

Пытаясь описать этот биологически обусловленный динамический процесс, ученые пока не смогли создать трехмерное изображение этого процесса.

Новые механизмы изучения биоорошения

4D-отслеживание биоорошения в морских отложениях

Существует гибридный метод медицинской визуализации, использующий позиционно-эмиссионную томографию/компьютерную томографию ( ПЭТ/КТ ) для измерения вентиляции и визуализации поровой воды адвекции , вызываемой организмами, в 4D-изображениях. ^{[ 3 ]}

4D-отслеживание биоорошения в морских отложениях

Экологическое значение биоорошения

Когда в прибрежных экосистемах нет биоирригирующих организмов, таких как мосоногие, это приводит к множеству проблем с отложениями. Некоторые из этих проблем включают засорение осадка мелкими частицами, богатыми органическими веществами , и резкое снижение проницаемости осадка . Это также приводит к тому, что кислород не может проникнуть глубоко в осадок и происходит накопление восстановленных минерализованных продуктов в поровой воде. ^{[ 4 ]} Эти проблемы подрывают основы прибрежной экосистемы.

Экономические последствия

Два организма, которые способствуют биотурбации почвы, — это Nephtys caeca (Fabricius) и Nereis virens (Sars) annelidae . Они роют, осуществляют биоорошение и питаются отложениями, а также гомогенизируют частицы, обнаруженные в отложениях, когда они участвуют в этой деятельности, из-за своих беспорядочных движений. Биорорригация, создаваемая этими организмами, изменяет распределение цист динофлагеллят в осадочной толще. Они либо закапывают их, либо поднимают обратно на поверхность, поддерживая их вращение. Одна из наиболее важных динофлагеллят , которую эти организмы помогают распространять, называется вредной микроводорослью и отвечает за образование токсичных красных приливов . Эти красные приливы отравляют моллюсков и ракообразных , что приводит к очень большим экономическим потерям в рыбной промышленности. ^{[ 5 ]}

Практический пример: Бостонская гавань

Отложения морской среды являются важными объектами производство метилртути (MMHg). Это производство является важным источником это MMHg для прибрежных и морских толщ воды и пищевых сетей . Ученые измерили поток производства на 4 разных станциях в Бостоне Гавань с разной плотностью биоорошения. Существует сильный линейная зависимость между количеством обмена MMHg и инфаунальной норой плотность. В Бостонской гавани было показано, что биоорошение стимулирует выработку метилртути и потока водной толщи. ^{[ 6 ]}

Ссылки

^ Волкенборн, Н.; Хедткамп, НИЦ; ван Бойсеком, JEE; Рейзе, К. (1 августа 2007 г.). «Влияние биотурбации и биоорошения червями (Arenicola marina) на физические и химические свойства отложений и последствия для смены среды обитания в приливной зоне». Устьевые, прибрежные и шельфовые науки . 74 (1–2): 331–343. Бибкод : 2007ECSS...74..331В . дои : 10.1016/j.ecss.2007.05.001 .
^ Шаллер, Йорг (июль 2014 г.). «Биотурбация / биоорошение Chironomus Plumosus как основной фактор, контролирующий ремобилизацию элементов из водных отложений?». Хемосфера . 107 : 336–343. Бибкод : 2014Chmsp.107..336S . doi : 10.1016/j.chemSphere.2013.12.086 . ПМИД 24457053 .
^ Делефосс, Матье (2015). «Видеть невидимое — биотурбация в 4D: отслеживание биоорошения в морских отложениях с помощью позитронно-эмиссионной томографии и компьютерной томографии» . ПЛОС ОДИН . 10 (4): e0122201. Бибкод : 2015PLoSO..1022201D . дои : 10.1371/journal.pone.0122201 . ПМЦ 4383581 . ПМИД 25837626 .
^ Н., Волкенборн (2007). «Биотурбация и биоорошение расширяют области открытого обмена в проницаемых отложениях». Лимнология и океанография . 52 (5): 1898. Бибкод : 2007LimOc..52.1898V . CiteSeerX 10.1.1.569.5742 . дои : 10.4319/lo.2007.52.5.1898 .
^ Пиот, Аделина (май 2008 г.). «Экспериментальное исследование влияния биотурбации, проведенной Nephtys Caeca (Fabricius) и Nereis Virens (Sars) Annelidae, на распределение динофлагеллятных кист в осадке». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 359 (2): 92–101. дои : 10.1016/j.jembe.2008.02.023 .
^ Бенуа, Янина (2009). «Влияние биоорошения на наносно-водный обмен метилртути в Бостонской гавани, штат Массачусетс». Экологические науки и технологии . 43 (10): 3669–3674. Бибкод : 2009EnST...43.3669B . дои : 10.1021/es803552q . ПМИД 19544871 .

[1] Волкенборн, Н.; Хедткамп, НИЦ; ван Бойсеком, JEE; Рейзе, К. (1 августа 2007 г.). «Влияние биотурбации и биоорошения червями (Arenicola marina) на физические и химические свойства отложений и последствия для смены среды обитания в приливной зоне». Устьевые, прибрежные и шельфовые науки . 74 (1–2): 331–343. Бибкод : 2007ECSS...74..331В . дои : 10.1016/j.ecss.2007.05.001 .

[2] Шаллер, Йорг (июль 2014 г.). «Биотурбация / биоорошение Chironomus Plumosus как основной фактор, контролирующий ремобилизацию элементов из водных отложений?». Хемосфера . 107 : 336–343. Бибкод : 2014Chmsp.107..336S . doi : 10.1016/j.chemSphere.2013.12.086 . ПМИД 24457053 .

[3] Делефосс, Матье (2015). «Видеть невидимое — биотурбация в 4D: отслеживание биоорошения в морских отложениях с помощью позитронно-эмиссионной томографии и компьютерной томографии» . ПЛОС ОДИН . 10 (4): e0122201. Бибкод : 2015PLoSO..1022201D . дои : 10.1371/journal.pone.0122201 . ПМЦ 4383581 . ПМИД 25837626 .

[4] Н., Волкенборн (2007). «Биотурбация и биоорошение расширяют области открытого обмена в проницаемых отложениях». Лимнология и океанография . 52 (5): 1898. Бибкод : 2007LimOc..52.1898V . CiteSeerX 10.1.1.569.5742 . дои : 10.4319/lo.2007.52.5.1898 .

[5] Пиот, Аделина (май 2008 г.). «Экспериментальное исследование влияния биотурбации, проведенной Nephtys Caeca (Fabricius) и Nereis Virens (Sars) Annelidae, на распределение динофлагеллятных кист в осадке». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 359 (2): 92–101. дои : 10.1016/j.jembe.2008.02.023 .

[6] Бенуа, Янина (2009). «Влияние биоорошения на наносно-водный обмен метилртути в Бостонской гавани, штат Массачусетс». Экологические науки и технологии . 43 (10): 3669–3674. Бибкод : 2009EnST...43.3669B . дои : 10.1021/es803552q . ПМИД 19544871 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]