Биологическая океанография

Биологическая океанография — это изучение того, как организмы влияют на физику , химию и геологию океанографической системы и находятся под ее влиянием . Биологическую океанографию можно также назвать экологией океана, в которой корневым словом экологии является Oikos (oικoσ), что по-гречески означает «дом» или «среда обитания». Учитывая это, неудивительно, что основное внимание биологической океанографии уделяется микроорганизмам в океане; глядя на то, как на них влияет окружающая среда и как это влияет на более крупных морских существ и их экосистему. ^{[ 1 ]} Биологическая океанография похожа на морскую биологию , но отличается от нее точки зрения, используемой для изучения океана. Биологическая океанография использует восходящий подход (с точки зрения пищевой сети ), тогда как морская биология изучает океан сверху вниз. Биологическая океанография в основном фокусируется на экосистеме океана с упором на планктон: его разнообразие (морфология, источники питания, подвижность и метаболизм); их продуктивность и ее роль в глобальном углеродном цикле ; и их распространение (хищничество и жизненный цикл). ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

История

HMS *Challenger* во время пионерской экспедиции 1872–76 гг.

В 325 году до нашей эры греческий географ Пифей Массалийский исследовал большую часть побережья Англии и Норвегии и разработал способы определения широты по склонению Полярной звезды . Его рассказ о приливах также является одним из самых ранних, предполагающих связь между ними и Луной. Эта связь была позже развита английским монахом Бедой в De Temporum Ratione ( «Исчисление времени ») около 700 года нашей эры.

Понимание океана началось с общего исследования и торговых путешествий. Некоторые примечательные события, более близкие к нашему времени, включают исследование океана принцем Генрихом Мореплавателем в 1400-х годах. В 1513 году Понсе де Леон описал Флоридское течение . В 1674 году Роберт Бойль исследовал взаимосвязь между соленостью, температурой и давлением в глубинах океана. Путешествия капитана Джеймса Кука привели к сбору обширных данных по географии, геологии, биоте, течениям, приливам и температуре воды Атлантического и Тихого океанов в 1760-х и 1770-х годах. В 1820 году Александр Марсет отметил разный химический состав морской воды в разных океанах. Вскоре после этого, в 1843 году, Эдвард Форбс , британский натуралист, заявил, что морские организмы не могут существовать глубже 300 саженей (хотя многие уже собирали организмы гораздо глубже, многие последовали влиянию Форбса). Массы наконец поверили, что теория Форбса неверна, когда подводный кабель был поднят с глубины 1830 м и покрыт животными. Это открытие положило начало планам Экспедиция Челленджер .

Экспедиция «Челленджер» сыграла решающую роль в биологической океанографии и океанографии в целом. Экспедицию «Челленджер» возглавлял Чарльз Уивилл Томсон в 1872–1876 годах. ^{[ 1 ]} В экспедицию также входили два других натуралиста, Генри Н. Мозли и Джон Мюррей . безжизненным водоемом, и эта экспедиция заставила их переосмыслить свою позицию по отношению к океану . До экспедиции океан, хотя и был интересен многим, считался непредсказуемым и по большей части сможет прокладывать кабели по дну океана. Они также привезли оборудование для систематического сбора данных о биологических, химических и геологических свойствах океана. ^{[ 1 ]} Они нанесли на карту океанические отложения и собрали данные. ^{[ 1 ]} Данные, собранные в этом путешествии, доказали, что на глубоких водах (5500 метров) существует жизнь и что состав воды в океане постоянен. ^{[ 1 ]} Успех экспедиции «Челленджер» привел к появлению множества новых экспедиций немцев, французов, США и других британских исследователей.

Мотивация

Океаны занимают около 71% поверхности Земли. Средняя глубина океанов составляет около 3800 м, а самые глубокие части — почти 11 000 м. Морская среда имеет общий объём (приблизительно 1370 х 10 ⁶ км ³), что в 300 раз больше для жизни, чем объем суши и пресной воды вместе взятых. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]} Считается, что самые ранние организмы возникли в древних океанах, задолго до того, как на суше появились какие-либо формы жизни. В биологии океана преобладают организмы, которые фундаментально отличаются от организмов на суше, а временные масштабы океана сильно отличаются от атмосферы (хотя атмосфера меняется глобально каждые 3 недели, океан может занять 1000 лет). ^{[ 2 ]} По этим причинам мы не можем делать предположения о жизни океана, основываясь на том, что мы знаем из наземных и атмосферных моделей. Разнообразие жизни в океане является одним из основных мотивов дальнейшего изучения биологической океанографии. Такой диапазон разнообразия означает, что существует потребность в разнообразном оборудовании и инструментах, используемых для изучения разнообразия. Поскольку океанские организмы гораздо более недоступны и их нелегко наблюдать (по сравнению с наземными организмами), наблюдается более медленный рост знаний и постоянная потребность в дальнейших исследованиях и исследованиях.

Второй основной мотивацией дальнейшего изучения биологической океанографии является изменение климата . Биологическая океанография тесно связана с физической и химической океанографией, и детали, которые мы узнаем из биологической океанографии, дают нам информацию о более широкой картине и помогают нам строить модели более масштабных процессов. Такие модели приобретают еще большее значение, когда глобальная окружающая среда меняется с беспрецедентной скоростью. Существуют глобальные закономерности в условиях окружающей среды, такие как изменения pH, температуры, солености и CO ₂ , но не везде наблюдаются одинаковые изменения. Океан делает Землю пригодной для жизни посредством регулирования климата Земли и таких процессов, как первичное производство , в результате которых в качестве побочного продукта выделяется кислород. Биология играет центральную роль в содействии некоторым из этих процессов, но из-за изменения климата и воздействия человека окружающая среда океана постоянно меняется и поэтому требует последовательных и постоянных исследований.

Некоторые из основных вопросов, на которые биологи-океанографы пытаются ответить, могут включать в себя: какие виды организмов обитают в разных секторах и глубинах океана и почему? Многие биологические океанографические исследования изучают производство органического вещества обитателями океана и изучают, какие факторы влияют на их рост и, как следствие, на скорость производства органического вещества . Некоторые биологи-океанографы изучают взаимоотношения между самими организмами, от микробов до китов, а некоторые изучают взаимоотношения между определенными организмами и химическими или физическими характеристиками океана. Биологические океанографы также стремятся ответить на вопросы, оказывающие более прямое и непосредственное влияние на людей, например, задаются вопросом, что мы можем ожидать от добычи в море, и отвечаем на то, как погода, времена года или недавние стихийные бедствия могут повлиять на промысловый улов. Некоторые из основных вопросов на данный момент и на будущее связаны с тем, как изменение климата повлияет на биоту океана. .

См. также

Морская жизнь - Организмы, живущие в соленой воде.
Морской микроорганизм – любая форма жизни, слишком маленькая для того, чтобы ее можно было увидеть невооруженным человеческим глазом и обитающая в морской среде.
Океанография - изучение физических, химических и биологических процессов в океане.
Фитопланктон - автотрофные представители планктонной экосистемы.
Зоопланктон - гетеротрофные протистанские или многоклеточные представители планктонной экосистемы.
Физическая океанография - изучение физических условий и процессов в океане.
Химическая океанография – химия океанов и морей.
Изменение климата – антропогенные изменения климата на Земле.
Загрязнение морской среды пластиком - Загрязнение окружающей среды пластиком
Планктология - Изучение планктона.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Лалли, Кэрол М. и Тимоти Р. Парсонс. "Введение." Биологическая океанография: Введение. Первое издание изд. Тэрритаун, Нью-Йорк: Пергамон, 1993. 7–21. Распечатать.
^ Jump up to: ^а ^б Менден-Дойер, Сюзанна . «Информация о курсе». OCG 561 Биологическая океанография. < http://mendendeuerlab.com/ >
^ Миллер, Чарльз Б. и Патрисия А. Уилер. Биологическая океанография. Второе изд. Чичестер, Западный Суссекс: John Wiley & Sons, 2012. Печать.
^ Манн, К.Х.; Лазье, JRN (2006). Динамика морских экосистем (Третье изд.). Департамент рыболовства и океанов, Бедфордский институт океанографии, Дартмут, Новая Шотландия, Канада: Blackwell Publishing.

Внешние ссылки

СМИ, связанные с биологической океанографией , на Викискладе?

[Lalli_Parsons-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Лалли, Кэрол М. и Тимоти Р. Парсонс. "Введение." Биологическая океанография: Введение. Первое издание изд. Тэрритаун, Нью-Йорк: Пергамон, 1993. 7–21. Распечатать.

[:0-2] Jump up to: ^а ^б Менден-Дойер, Сюзанна . «Информация о курсе». OCG 561 Биологическая океанография. < http://mendendeuerlab.com/ >

[3] Миллер, Чарльз Б. и Патрисия А. Уилер. Биологическая океанография. Второе изд. Чичестер, Западный Суссекс: John Wiley & Sons, 2012. Печать.

[4] Манн, К.Х.; Лазье, JRN (2006). Динамика морских экосистем (Третье изд.). Департамент рыболовства и океанов, Бедфордский институт океанографии, Дартмут, Новая Шотландия, Канада: Blackwell Publishing.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]