Глубоководная экосистема: жизнь в темных и холодных водах
Глубоководные районы - относительно загадочная и неизвестная часть Земли, поскольку только около 1% океанского дна было исследовано людьми. На самом деле космических полетов было больше, чем путешествий на самые большие глубины океанов. Глубоководные исследования выявили разнообразные ландшафты, которые включают вулканы, подводные горы, гидротермальные источники и холодные просачивания. Различные виды фауны также населяют такие экосистемы, несмотря на экстремальные температуры, высокое давление, полную темноту и нулевой уровень кислорода. Ниже описаны некоторые из основных глубоководных экосистем.
Океаническое дно и экология впадин
Только около 1% морского дна было исследовано человеком. На самом деле люди знают о поверхности Луны больше, чем о дне океана. Как и суша, океанское дно не является полностью плоским, но имеет абиссальные равнины, долины, глубокие впадины, массивные горы и другие неровности. Например, срединно-океанический хребет (MOR), который образовался в результате извержения лавы из земной коры и является самым длинным горным хребтом в мире, тянется по дну океана на протяжении 56 000 км. В некоторых местах морское дно значительно опускается в глубокие впадины. Марианская впадина в Тихом океане является самой глубокой из известных впадин, достигающей глубины 10 911 м ниже уровня моря в самой глубокой точке.
Хотя может показаться, что формы жизни не смогли бы выжить на таких больших глубинах, на дне океана обитает значительное количество видов, особенно иглокожих, таких как морские ежи, морские лилии, морские огурцы и морские звезды. На дне океана также обитают крабы, креветки, черви, донные рыбы и бактерии.
Мертвые животные и экскременты, падающие с мелководья, обычно называемые детритом, составляют основу пищевой цепи в экорегионе океанического дна. Скалистые обнажения служат якорными пунктами для глубоководных морских обитателей, которые питаются детритом и фильтруют его из воды.
Экология подводных гор
В то время как впадины и абиссальные равнины отличаются низким разнообразием морской фауны, подводные горы или подземные горы плотно заселены многочисленными видами. Богатые питательными веществами океанские течения, циркулирующие по склонам подводных гор, поддерживают богатую морскую флору и фауну, в том числе морских анемонов, губок и холодноводных кораллов. В дополнение к видам, произрастающим на подводных горах, эти районы могут служить кормовыми угодьями для рыбы, червей, омаров и морских звезд. Подводные горы также могут содержать эндемичные виды, поскольку они обеспечивают уникальные места обитания, способствующие эволюции новых видов. Например, 850 видов, большинство из которых уникальные, были обнаружены на 24 подводных горах близ Тасмании, Австралия.
Экология глубоководных гидротермальных источников и холодных просачиваний
Вулканическая активность на дне океана приводит к образованию гидротермальных источников или трещин на дне океана, которые позволяют воде просачиваться сквозь них. Когда морская вода попадает в гидротермальные источники, она перегревается близлежащей магмой, которая содержит растворенные минералы и металлы под земной корой, а затем возвращается на дно океана через гейзеры. При соприкосновении с гораздо более прохладной океанской водой растворенные минералы и металлы из гейзера охлаждаются и выпадают в осадок, образуя на гейзере структуры, похожие на дымоходы. Несмотря на высокие температуры и присутствие токсичных химических веществ вблизи гидротермальных источников, некоторые формы жизни выживают в этих частях океана. На самом деле, известно, что в глубоководных гидротермальных источниках обитает более 300 видов животных. Некоторые из них ограничены определенным полем вентиляции, в то время как другие распространены более широко. Примерами могут служить креветки, гигантские трубчатые черви, слизни, моллюски, анемоны и глубоководные рыбы. Бактерии, которые осуществляют хемосинтез с использованием доступного сероводородного газа вблизи гидротермальных источников, образуют нижний уровень пищевой цепи экосистемы. Организмы, обитающие в этой части океанского дна, могут переносить температуру до 113 ° C.
Холодные просачивания - это еще один тип глубоководной экосистемы, в которой химические вещества из-под земной коры просачиваются через трещины и достигают дна океана. Такие химические вещества имеют ту же температуру, что и окружающая вода, и поэтому часто остаются взвешенными в воде, образуя соленые озера в океане. Эти озера, как правило, образуются в углублении на дне океана и имеют большее содержание соли, чем окружающая вода. В отличие от гидротермальных источников, где сероводород используется в качестве источника энергии, метан составляет основу экосистем холодного просачивания. Самая глубокая известная экосистема холодного просачивания была обнаружена в Японском море на глубинах от 5000 м до 6500 м. Экосистема холодного просачивания также поддерживает жизнь, которая очень специализирована для жизни в таких условиях.
Экология глубоководных открытых вод
Открытая вода составляет наибольший объем морских глубин и населена только морской фауной, так как растения не могут расти из-за отсутствия солнечного света. Глубина глубоководных районов колеблется от 200 м до более чем 10 000 м, например, глубина Челленджера, которая является самой глубокой точкой Марианской впадины. Температура воды понижается и увеличивается с увеличением глубины, причем самые глубокие воды холодны до 3 ºC. Давление воды также увеличивается с глубиной, и большая часть жизни на суше была бы раздавлена при таком высоком давлении. Морские обитатели, обитающие в этих частях океана, обладают особыми приспособлениями, которые позволяют им выживать в экстремальных условиях. Несмотря на темноту их среды обитания, многие глубоководные существа обладают биолюминесцентными фотофорами, которые позволяют им светиться в темноте. Виды, обитающие в глубоководных открытых водных экосистемах, как правило, небольшие, с минимальной костной структурой, такие как желеобразные рыбы, которые могут выживать при низком уровне питательных веществ и высоком давлении. Эти виды также демонстрируют более медленные темпы роста и размножения и передвигаются медленнее, чем те, которые живут вблизи поверхности. Примерами глубоководной фауны открытых вод являются телескопический осьминог, глубоководная рыба-удильщик и рыба-гроб. Эти существа обычно питаются обломками, падающими на дно океана, и имеют острые зубы и большие гибкие челюсти, чтобы быстро хватать падающие источники пищи.
