Губчатый риф
Губковые рифы – это рифы , созданные морскими губками . Все современные губчатые рифы образованы губками -гексактинеллидами , эндоскелет которых состоит из кремнезема спикул , и их часто называют «стеклянными губками», в то время как исторически губки без иголок и с кальцитовым скелетом археоциатиды и строматопороидные 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 региона Северной Америки , Тихоокеанского северо-западного а точнее, на юге Аляски , в Британской Колумбии и Вашингтоне . В 2018 году сообщалось о губчатых рифах в проливах Джорджия и пролив Хоу недалеко от Ванкувера . [1] Хотя 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] – поэтому их иногда 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 (МОР) вокруг губчатых рифов. [3]
Характеристики губок гексактинеллид.
[ редактировать ]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] О размножении губок гексактинеллид известно немного. 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, которые менее плотно сцеплены, чем у гексактинозановых губок.
Все первичные губки, образующие каркас, относятся к отряду Hexactinosa и включают виды Chonelasma/Heterochone calyx (чашечная губка), Aphrocallistes обширная губка ( облачная губка ) и Farrea occa . [6] Гексактинозановые губки имеют жесткий каркас из «сросшихся» спикул, который сохраняется после смерти губки.
Другие виды губок, широко 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 гибели губки и способны образовывать маты, но не рифы. [3]
Расположение губчатых рифов
[ редактировать ]
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] Широко распространены сообщества губок Росселид, называемые «губчатыми матами»; они встречаются в каньонах Северной Атлантики, в канадской Арктике и на континентальных шельфах Антарктики. [5] также есть риф, образованный кремнистыми видами Demospongiae . У острова Аксель-Хейберг в Северном Ледовитом океане [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 встречаются в 70–80 км от береговой линии 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 гексактинеллид 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 к губчатым рифам воду, богатую питательными веществами.
Строение губчатых рифов
[ редактировать ]
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]
В летописи окаменелостей
[ редактировать ]Гексактинеллиды впервые появились в летописи окаменелостей в позднем протерозое , а первые гексактинозаны были обнаружены в позднем девоне . [6] Губковые рифы гексактинеллид впервые были 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 цепь губчатых рифов является крупнейшей известной биоструктурой, когда-либо существовавшей на Земле. [6]
Количество губчатых рифов пришло в упадок в течение мелового коралловые и рудистские рифы. периода, поскольку стали выделяться [6] Предполагается, что распространение диатомей могло нанести вред губкам, поскольку диатомеи конкурируют с губками-гексактинеллидами 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]
Экологическое значение
[ редактировать ]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 подводного аппарата с экипажем показывают, что фауна губчатых рифов отличается от фауны окружающих территорий. [2] Организмы, обнаруженные внутри и вокруг губчатых рифов, включают кольчатых червей, мшанок , крабов-пауков, королевских крабов, креветок, креветок и эвфаузид . 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 окуни, что позволяет предположить, что рифы используются в качестве места нагула. [5] фораминифер Вокруг рифов много , а диатомей мало. Консорциум организмов, обитающих внутри и вокруг губчатых рифов, очень мало изменился со времен юрского периода. [6]
Уничтожение губковых рифов
[ редактировать ]
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 смогут обосноваться и заново отрастить 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]
Защита
[ редактировать ]В 1999 году Управление рыболовства и океанов Канады потребовало, чтобы донной рыбы траулеры добровольно избегали губчатых рифов. В 2002 году, после сообщений о новых повреждениях рифов, полученных с 1999 года, министерство инициировало регулируемое закрытие тралового промысла донной рыбы и добровольное закрытие тралового промысла креветок в районах, где, как известно, обитали губковые рифы. [3]
Защита четырех губчатых рифов в проливе Геката и заливе 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 (МОР). [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 состояла 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 океанским 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 км2. 2 (930 квадратных миль) и запрещает любую деятельность, которая может нарушить или разрушить губчатые рифы. [11]
См. также
[ редактировать ]- Губки гексактинеллиды (стеклянные губки)
- Облачная губка
- Проект «Губчатый риф»
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Данэм, А.; Арчер, СК; Дэвис, Южная Каролина; Берк, Луизиана; Моссман, Дж.; Пегг-младший; Арчер, Э. (1 октября 2018 г.). «Оценка состояния и экологической роли глубоководных биогенных местообитаний: стеклянные губчатые рифы в море Салиш» . Морские экологические исследования . 141 : 88–99. дои : 10.1016/j.marenvres.2018.08.002 . ISSN 0141-1136 . ПМИД 30115533 . S2CID 52015990 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж
Губковые рифы гексактинеллид на континентальном шельфе Британской Колумбии: геологическое и биологическое строение (Отчет). Отчет DFO о состоянии среды обитания в Тихоокеанском регионе. Департамент рыболовства и океанов. Февраль 2000 года. - ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н
Джеймисон, GS; Чу, Л. (2002). Губковые рифы гексактинеллид: территории, представляющие интерес в виде морских охраняемых территорий на северном и центральном побережье (Отчет). Can Sci Adv Sec Res Doc. Том. 12. - ^ Jump up to: а б Защита стеклянных губчатых рифов от морской нефти и газа (PDF) (Отчет). Канадское общество парков и дикой природы. 2004. Архивировано из оригинала (PDF) 7 ноября 2004 года . Проверено 28 марта 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м
Уитни, Ф.; Конвей, К.; Томсон, Р.; Барри, В.; Крауттер, М.; Мунгов, Г. (2005). «Океанографическая среда обитания губчатых рифов на континентальном шельфе западной части Канады». Конт Полка Рес . 25 (2): 211–226. дои : 10.1016/j.csr.2004.09.003 . - ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д
Крауттер, М.; Конвей, К.; Барри, СП; Нойвайлер, М. (2001). «Открытие «живого динозавра»: уникальные во всем мире современные губчатые рифы гексактинеллидов у берегов Британской Колумбии, Канада». Фации . 44 : 265–282. дои : 10.1007/BF02668178 . S2CID 128410530 . - ^ Jump up to: а б с
Конвей, К.; Барри, Дж.; Крауттер, М. (2005). «Геоморфология уникальных рифов на западном канадском шельфе: губчатые рифы, нанесенные на карту с помощью многолучевой батиметрии». Гео-Мар Летт . 25 (4): 205–213. дои : 10.1007/s00367-004-0204-z . S2CID 129356194 . - ^ Элуик, Л. (1991). «Сообщества кремнистых губок, биологическое зонирование и недавнее изменение уровня моря на окраине Арктики: результаты Ледяного острова: обсуждение». Может ли J Earth Sci . 28 (3): 459–462. дои : 10.1139/e91-040 .
- ^ Арчер, Стефани К.; Кан, Аманда С.; Тисс, Мэри; Закон, Лорен; Лейс, Салли П.; Йоханнессен, София К.; Лэйман, Крейг А.; Берк, Лили; Данэм, Аня (24 сентября 2020 г.). «Обилие основных видов влияет на топологию пищевой сети на рифах из стеклянных губок» . Границы морской науки . 7 . Фронтирс Медиа С.А. дои : 10.3389/fmars.2020.549478 . ISSN 2296-7745 .
Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 . - ^ Jump up to: а б
Комплексный план управления промыслом донного трала (PDF) (Отчет). Департамент рыболовства и океанов. 2005 . Проверено 28 марта 2008 г. - ^ «Пролив Гекаты/Морской охраняемый район Губчатых рифов Королевы Шарлотты Саунд Гласс (HS/QCS MPA)» . Рыбное хозяйство и океаны Канады. www.dfo-mpo.gc.ca (пресс-релиз). Правительство Канады. 18 сентября 2019 г. Проверено 10 сентября 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Проект «Губчатый риф» - по состоянию на 25 марта 2008 г.
- Natural Resources Canada — Губковые рифы на континентальном шельфе — по состоянию на 25 марта 2008 г.
- Остин, Вашингтон, 2003 г. - Губковые сады: скрытое сокровище в Британской Колумбии - по состоянию на 25 марта 2008 г.
- Музей палеонтологии Калифорнийского университета - Hexactinellida - по состоянию на 7 апреля 2008 г.
