Лес Водорослей
Леса из ламинарий - это подводные экосистемы, сформированные за счет плотного произрастания различных видов морских макроводорослей. Эти наземные тропические леса расположены вдоль побережья с умеренным климатом по всему миру, где воды неглубоки и относительно прозрачны, что позволяет проникать солнечному свету для производства пищи и энергии. Архитектура лесов из бурых водорослей основана на их физической структуре, которая влияет на виды, определяющие структуру сообщества. Существует три основных вида водорослей, а именно пологие водоросли, приствольные водоросли и распростертые водоросли.
Географическое распространение
Леса из ламинарий обычно встречаются в арктических и умеренных водах по всему миру. Основные виды ламинарий встречаются в Атлантическом океане и на побережье Китая и Японии. Вид Ecklonia встречается на побережье Новой Зеландии, Австралии и Африки, в то время как Macrocystis растут в Тихом океане, на архипелагах Южного океана и в некоторых частях Австралии. Из-за их сложной и чувствительной структуры ламинарии не распространены в тропических водах, но ламинария была обнаружена в глубоких водах тропических регионов, таких как Галапагосские острова. Отсутствие ламинарий в тропических регионах - это недостаток питательных веществ в теплых олиготрофных водах.
Характеристики лесов из ламинарий
Ламинария - это термин, используемый для обозначения морских водорослей, относящихся к типу гетероконтофитов. Он не отличается таксономическим разнообразием, но разнообразен структурно и функционально. Три основные группы водорослей различаются по внешнему виду, где пологие водоросли состоят из плавающих навесов, которые простираются до поверхности океана, приствольных водорослей, которые простираются на несколько метров над морским дном и могут расти плотными скоплениями, и распростертых водорослей, которые лежат вблизи морского дна. Хотя ламинарии напоминают деревья, это крупные бурые водоросли, принадлежащие к царству протистов. Они растут со дна океана. Вместо корней, как у деревьев, у ламинарий есть якоря, называемые "креплениями", которые цепляются за каменистый субстрат на морском дне. Из убежища водоросли растут к поверхности воды, причем гигантские водоросли растут постоянно, в то время как бык завершает свой цикл роста в течение года.
От крепления отходят ножки, которые напоминают стебли настоящих растений и тянутся вертикально, обеспечивая поддержку другим морфологическим особенностям ламинарии. Они обладают листьями, которые представляют собой листовидные прикрепления, которые простираются от полосы в некоторых случаях по всей длине и являются местами поглощения питательных веществ и фотосинтеза. У ламинарий есть газовые пузыри (пневмоцисты), расположенные у основания листьев и возле ножки, чтобы обеспечить необходимую плавучесть для удержания верхних частей водорослей на плаву.
Ламинарии проходят две стадии в своем жизненном цикле, где они сначала существуют в виде спор, выделяемых родительскими ламинариями на самых ранних стадиях их развития. Споры превращаются в крошечные мужские и женские гаметофиты, которые производят либо яйцеклетки, либо сперматозоиды в зависимости от их пола. После оплодотворения эмбрионы превращаются в зрелые растения, завершая свой жизненный цикл. Гигантские ламинарии живут до 20 лет в своих оптимальных условиях и достигают скорости роста от 10 дюймов до 2 футов в день, в то время как бурые ламинарии являются однолетними и растут на 4 дюйма в день.
Условия, необходимые для роста ламинарий
Леса ламинарий процветают в холодных и богатых питательными веществами водах вдоль скалистых береговых линий, где глубина составляет от 6 до 90 футов. Росту ламинарий способствует чистая вода, где солнечный свет может достигать дна океана, где начинается жизнь ламинарий. Ламинарии в основном наиболее успешно размножаются в регионах, где океанские воды переворачиваются, поднимая со дна на поверхность прохладную и богатую питательными веществами воду, а также в регионах, где постоянно имеются воды с высоким содержанием питательных веществ. В теплых водах, где температура превышает 72 градуса по Фаренгейту, ламинария не растет, поскольку количество растворенного неорганического азота, который поддерживает рост ламинарии, значительно уменьшается. Это явление особенно очевидно в южной Калифорнии, где летом уничтожаются гигантские леса водорослей.
Выживание ламинарии также зависит от прочности субстрата. Чем крупнее и прочнее скала, на которой закрепились водоросли, тем выше выживаемость. Бурые водоросли легко уничтожаются зимними штормами и высокоэнергетическими средами, где они вырываются с корнем и выбрасываются на берег. Продуктивные леса из водорослей связаны с районами значительного океанографического апвеллинга, который доставляет богатую питательными веществами воду с морского дна в смешанный поверхностный слой океана. Ламинарии также требуются камни и песок, большое количество питательных веществ с фосфором и азотом, а также свет. Прозрачность воды влияет на глубину света, который может быть передан на дно океана.
Флора и фауна
Леса из водорослей обеспечивают среду обитания для различных видов рыб, морских млекопитающих, птиц и других беспозвоночных. В каждой гильдии ламинарий есть эндемичные организмы, которые обычно различаются в зависимости от уровня независимости в экосистемах. Наиболее доминирующими беспозвоночными в этих экосистемах являются щетинистые черви, креветки, медузы, хрупкие звезды и морские ежи. Большинство этих видов питаются водорослями, которые в изобилии встречаются в водорослевых лесах. Они также питаются водорослями, которые были извлечены из субстрата, дрейфующего на дно океана. Когда на дне океана достаточно дрейфующих водорослей, травоядные не питаются прикрепленными растениями. Однако, когда субсидии на дрифт уменьшаются, травоядные травоядные непосредственно питаются ламинариями, изменяя таким образом структуру этих экосистем.
В водорослевых лесах обитает множество видов рыб, в том числе черный и голубой морской окунь, а также морской окунь, которые широко востребованы рыбаками по всему миру. Морские млекопитающие, включая морских львов, тюленей и китов, обитают в водорослевых лесах для защиты от хищников, таких как хищная косатка. Симбиотические отношения существуют между обитателями экосистем водорослей, где крупные млекопитающие питаются беспозвоночными, которые питаются водорослями. Серые киты питаются ракообразными, в то время как морские выдры питаются морскими ежами, которые могли бы уничтожить целый лес водорослей, если бы их оставили для свободного размножения. Летучие мыши-скаты также распространены вдоль береговой линии Тихого океана.
В водорослевых лесах обитает множество птиц, включая славок, ворон и скворцов, которые питаются личинками мух и мелкими ракообразными. Чайки, большая голубая цапля и крачки доминируют в этих экосистемах, и их часто можно увидеть питающимися различными видами рыб и беспозвоночными, обитающими в водорослях.
Использование лесов из ламинарии
Помимо того, что леса ламинарий являются богатыми экосистемами биоразнообразия, в которых обитает морская флора и фауна, они играют фундаментальную роль в поддержке водных развлекательных мероприятий, таких как каякинг и подводное плавание, поскольку они обеспечивают защиту от бурных океанских вод. В древние времена ламинарии играли огромную роль для колонизаторов, поскольку они могли преодолевать тысячи миль без необходимости приспосабливаться к новым экосистемам. В современной экономике люди продолжают собирать водоросли для кормления видов аквакультуры, а также извлекать альгиновую кислоту, используемую в противовоспалительных средствах и зубной пасте.
Угрозы
Леса из водорослей представляют собой богатые биологическим разнообразием экосистемы, существованию и выживанию которых угрожают экологические явления и вмешательство человека. Коммерческая добыча ламинарии остается основной причиной ее уничтожения, поскольку ее веками собирали для поддержки множества отраслей промышленности. Во время первой мировой войны ламинарию собирали для получения поташа, пороха и удобрений. Позже фармацевтические препараты начали извлекать альгин, загущающий, стабилизирующий и желирующий агент из ламинарии, используемый в качестве добавки в заправках для салатов, шампунях, зубной пасте, молочных продуктах, тортах и замороженных продуктах. Кроме того, на фермах, занимающихся марикультурой, собирают ламинарию в качестве кормового напольного морского ушка.
Суровые условия окружающей среды, характеризующиеся сильными энергетическими штормами и теплыми водами, вырывают с корнем, отрывают и вымывают водоросли в море. В 1997/98 годах штормы Эль-Ниньо были основным источником гибели водорослей вдоль побережья Калифорнии. На юге Пойнт-Консепсьон водорослевые леса подверглись полному уничтожению, в то время как другие морские экосистемы в том же регионе остались нетронутыми. Исследователи утверждают, что несоответствие южной и центральной Калифорнии температурным градиентам океана. Штормы Эль-Ниньо принесли необычно высокие температуры океана в южную Калифорнию, где жара привела к ухудшению состояния гигантских водорослевых лесов. Сочетание теплой температуры воды и сильной энергии волн создает суровые условия для роста и выживания ламинарий.
Деятельность человека, связанная с удалением необработанных отходов и прибрежных стоков, способствует деградации водорослевых лесов. Отложения, приносимые прибрежным стоком, погребают большую часть корней, в то время как токсичные продукты снижают качество воды, тем самым влияя на рост водорослевых лесов. Инвазивные виды рыб с опаловым глазом (полумесяцем), обитающие большими косяками, наносят ущерб водорослям, особенно в местах, где они подвергаются воздействию неблагоприятных условий окружающей среды. Добыча рыбы вблизи берега высвобождает травоядных животных из их среды обитания в леса ламинарий, где они чрезмерно питаются ламинариями и другими водорослями, которые поддерживают эти экосистемы. Чрезмерный вылов рыбы стал основной причиной исчезновения водорослей на побережье Тасмании.
Сохранение и управление
Проекты экологического мониторинга были запущены в заповедниках как морских охраняемых районах, чтобы помочь контролировать чрезмерный вылов рыбы, а также защитить экосистему водорослей от дополнительных экологических стрессоров. Во многих местах усилия по сохранению направлены на создание морских охраняемых районов, которые включают в себя целевые леса ламинарий, а также взаимодействие с окружающей средой. МОР эффективны для создания естественных условий, которые помогают защитить и восстановить леса из ламинарий.
