Желейный водопад
Желепадение — это морской углеродный цикл , при котором студенистый зоопланктон , в первую очередь книдарии , опускается на морское дно и усиливает потоки углерода и азота за счет быстро тонущих твердых частиц органического вещества . [ 1 ] Эти события обеспечивают питание донной мегафауны и бактерий . [ 2 ] [ 3 ] Желе-падение считается основным «желеобразным путем» секвестрации лабильного биогенного углерода через биологический насос . [ 4 ] Эти явления обычны на охраняемых территориях с высоким уровнем первичной продукции и качеством воды, подходящим для поддержания видов книдарий. Эти районы включают устья рек , и несколько исследований было проведено во фьордах Норвегии . [ 3 ]
Инициация
[ редактировать ]| Часть серии о |
| Углеродный цикл |
|---|
 |
Желепады состоят в основном из разлагающихся трупов Cnidaria и Thaliacea ( Pyrosomida , Doliolida и Salpida ). [ 1 ] Несколько обстоятельств могут спровоцировать гибель студенистых организмов, что приведет к их затоплению. К ним относятся высокий уровень первичной продукции, который может засорить питательные аппараты организмов, резкое изменение температуры, когда в старом цветке заканчивается пища, когда хищники повреждают тела медуз, а также паразитизм . [ 5 ] В целом, однако, желепадение связано с цветением желе и первичным производством: более 75% желепадений в приполярных и умеренных регионах происходит после весеннего цветения, а более 25% желепадений в тропиках происходит после весеннего цветения. апвеллинговые явления . [ 1 ]
Поскольку глобальный климат меняется в сторону создания более теплых и кислых океанов, условий, неподходящих для неустойчивых видов, численность медуз, вероятно, будет увеличиваться в размерах. Эвтрофные зоны и мертвые зоны могут стать желеобразными горячими точками с обильным цветением. [ 6 ] По мере изменения климата и нагревания океанских вод цветение желе становится более обильным, а перенос желеобразного углерода в нижние слои океана увеличивается. [ 7 ] С возможным замедлением работы классического биологического насоса транспортировка углерода и питательных веществ в глубокое море через желепады может стать все более важной для глубокого океана. [ 8 ]
Разложение
[ редактировать ]Процесс разложения начинается после смерти и может продолжаться в толще воды по мере погружения студенистых организмов в воду. [ 5 ] В тропиках разложение происходит быстрее, чем в умеренных и приполярных водах, в результате более высоких температур. [ 5 ] В тропиках разложение желе может занять менее 2 дней в более теплых поверхностных водах, но до 25 дней, если оно находится на глубине менее 1000 м. [ 5 ] Однако одиночные студенистые организмы могут проводить меньше времени на морском дне, поскольку одно исследование показало, что желе могут быть разложены падальщиками в норвежских глубоководных водах менее чем за два с половиной часа. [ 9 ]
во многом способствуют разложению желейных водопадов Эти виды падальщиков . В целом, иглокожие , такие как морские звезды , стали основным потребителем желепада, за ним следуют ракообразные и рыбы. [ 1 ] Однако то, какие падальщики попадают в желейные водопады, во многом зависит от каждой экосистемы. Например, в эксперименте, проведенном в норвежских глубоководных водах, миксины были первыми падальщиками, обнаружившими ловушки с разлагающимися желе, за ними следовали приземистые омары и, наконец, десятиногие креветки. [ 9 ] На фотографиях, сделанных у берегов Норвегии на естественных желейных водопадах, также видно, что креветки-кариды питаются желейными тушами. [ 3 ]
С увеличением популяций и цветением, а также с благоприятными условиями и отсутствием других фильтраторов в этом районе, которые могли бы потреблять планктон , в средах, где присутствуют желе, угольные насосы будут в основном снабжаться желепадами. Это может привести к тому, что среды обитания с установленными биологическими насосами станут неравновесными, поскольку присутствие желе изменит пищевую сеть, а также изменит количество углерода, отложившегося в отложениях. [ 10 ] Наконец, разложению способствует микробное сообщество. В тематическом исследовании на Черном море количество бактерий увеличивалось в присутствии желепадений, и было показано, что бактерии преимущественно используют азот, выделяющийся из разлагающихся желеобразных туш, оставляя при этом в основном углерод. [ 11 ] В исследовании, проведенном Эндрю Свитманом в 2016 году, с использованием образцов керна донных отложений норвежских фьордов было обнаружено , что наличие желе-падений существенно повлияло на биохимические процессы этих донных сообществ. Бактерии быстро поедают желеобразные туши, лишая возможности получения средств к существованию для питающейся макрофауны , что оказывает влияние на перемещение вверх по трофическим уровням. [ 12 ] Кроме того, за исключением падальщиков, студнепады образуют белый слой бактерий над разлагающимися тушами и выделяют по окружающей территории черный осадок, который представляет собой сульфид. [ 13 ] Такой высокий уровень микробной активности требует большого количества кислорода, что может привести к тому, что зоны вокруг желепадений станут гипоксическими и негостеприимными для более крупных падальщиков. [ 13 ]
Проблемы исследования
[ редактировать ]Исследование желепадов опирается на данные прямых наблюдений, такие как видео, фотографии или донные траления . [ 1 ] Осложнением тралового лова желе-паделей является то, что студенистая туша легко разваливается, и в результате основными методами мониторинга являются оппортунистическая фотография, видеосъемка и химический анализ. [ 3 ] [ 9 ] Это значит, что желепады не всегда наблюдаются в тот период времени, в котором они существуют. Потому что желейные водопады могут быть полностью переработаны и разложены мусорщиками в течение нескольких часов. [ 9 ] и тот факт, что некоторые желе-водопады не опускаются ниже 500 м в тропических и субтропических водах, [ 5 ] важность и распространенность желейных водопадов можно недооценивать.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Лебрато, Марио; Питт, Кайли А.; Свитман, Эндрю К.; Джонс, Дэниел О.Б.; Картес, Джоан Э.; Ошлис, Андреас; Кондон, Роберт Х.; Молинеро, Хуан Карлос и Адлер, Летиция (2012). «Исторические и недавние наблюдения о желе-падении: обзор, который определит будущие направления исследований» . Гидробиология . 690 (1): 227–245. дои : 10.1007/s10750-012-1046-8 . S2CID 15428213 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Лебрато, М. и Джонс, дата рождения (2009). «Массовое осаждение туш Pyrosoma atlanticum у Берега Слоновой Кости (Западная Африка)» (PDF) . Лимнология и океанография . 54 (4): 1197–1209. Бибкод : 2009LimOc..54.1197L . дои : 10.4319/lo.2009.54.4.1197 .
- ^ Jump up to: а б с д Свитман, Эндрю К. и Чепмен, Аннелиз (2011). «Первые наблюдения желе-падений на морском дне глубоководного фьорда». Глубоководные исследования. Часть I: Статьи океанографических исследований . 58 (12): 1206–1211. Бибкод : 2011DSRI...58.1206S . дои : 10.1016/j.dsr.2011.08.006 .
- ^ Берд, Адриан. «На пути к преобразующему пониманию биологического насоса океана: приоритеты будущих исследований - отчет о биологии семинара по биологическим насосам NSF» (PDF) . OCB: Углерод океана и биогеохимия . Архивировано из оригинала (PDF) 27 октября 2016 года . Проверено 30 октября 2016 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Лебрато, Марио; Пахлоу, Маркус; Ошлис, Андреас; Питт, Кайли А.; Джонс, Дэниел О.Б.; Молинеро, Хуан Карлос и Кондон, Роберт Х. (2011). «Снижение экспорта органических веществ на глубину, связанное с падением желе» (PDF) . Лимнология и океанография . 56 (5): 1917–1928. Бибкод : 2011LimOc..56.1917L . дои : 10.4319/lo.2011.56.5.1917 . hdl : 10072/43275 . S2CID 3693276 .
- ^ Перселл, Дж. Э. (2012). «Цветение медуз и гребневиков совпадает с распространением человека и нарушениями окружающей среды». Ежегодный обзор морской науки . 4 : 209–235. Бибкод : 2012ARMS....4..209P . doi : 10.1146/annurev-marine-120709-142751 . ПМИД 22457974 .
- ^ Лебрато, Марио; Молинеро, Хуан-Карлос; Картес, Джоан Э.; Льорис, Доминго; Мелен, Фредерик и Бени-Касаделла, Лайя (2013). «Опускающийся желеобразный углерод раскрывает потенциальную изменчивость окружающей среды вдоль окраины континента» . ПЛОС ОДИН . 8 (12): е82070. Бибкод : 2013PLoSO...882070L . дои : 10.1371/journal.pone.0082070 . ПМЦ 3867349 . ПМИД 24367499 .
- ^ Лебрато, Марио; Питт, Кайли А.; Свитман, Эндрю К.; Джонс, Дэниел О.Б.; Картес, Джоан Э.; Ошлис, Андреас; Кондон, Роберт Х.; Молинеро, Хуан Карлос и Адлер, Летиция (2012). «Исторические и недавние наблюдения о желе-падении: обзор, который определит будущие направления исследований» . Гидробиология . 690 (1): 227–245. дои : 10.1007/s10750-012-1046-8 . S2CID 15428213 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Jump up to: а б с д Свитман, Эндрю К.; Смит, Крейг Р.; Дейл, Трайн и Джонс, Дэниел О.Б. (2014). «Быстрое очищение туш медуз показывает важность студенистого материала для глубоководных пищевых сетей» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 281 (1796): 20142210. doi : 10.1098/rspb.2014.2210 . ПМЦ 4213659 . ПМИД 25320167 .
- ^ Свитман, Эндрю и Чепмен, Аннализ (2015). «Первая оценка скорости потока туш медуз (медуз) в бентос показывает важность студенистого материала для биологического круговорота углерода в экосистемах, где доминируют медузы» . Границы морской науки . 2 . дои : 10.3389/fmars.2015.00047 .
- ^ Тинта, Тинкара; Коговшек, Тяша; Турок, Валентина; Шиганова Тамара А.; Микаелян, Александр С. и Малей, Аленка (2016). «Микробная трансформация органического вещества медуз влияет на круговорот азота в толще морской воды на примере Черного моря». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 475 : 19–30. дои : 10.1016/j.jembe.2015.10.018 .
- ^ Свитман, Эндрю; Челский, Ариэлла; Питт, Кайли Энн; Андраде, Гектор; ван Овелен, Дик и Рено, Пол (2016). «Разложение медуз на морском дне быстро изменяет биогеохимический цикл и поток углерода через донные пищевые сети. Разложение медуз на морском дне быстро меняет биогеохимический цикл и поток углерода через донные пищевые сети» . Лимнология и океанография . 61 (4): 1449–1461. Бибкод : 2016LimOc..61.1449S . дои : 10.1002/lno.10310 . hdl : 10072/142821 .
- ^ Jump up to: а б Уэст, Элизабет Джейн; Уэлш, Дэвид Томас и Питт, Кайли Энн (2009). «Влияние разлагающихся медуз на потребность отложений в кислороде и динамику питательных веществ». Гидробиология . 616 (1): 151–160. дои : 10.1007/s10750-008-9586-7 . S2CID 46695384 .