Lernergebnisse
- Vergleichen und kontrastieren Sie die Merkmale der Ozeanzonen
Der Ozean ist das größte marine Biom. Er ist ein kontinuierlicher Körper aus Salzwasser, der in seiner chemischen Zusammensetzung relativ einheitlich ist; er ist eine schwache Lösung aus Mineralsalzen und zerfallener biologischer Materie. Innerhalb des Ozeans sind Korallenriffe eine zweite Art von Meeresbiom. Ästuare, Küstengebiete, in denen sich Salzwasser und Süßwasser mischen, bilden ein drittes einzigartiges Meeresbiom.
Ozean
Die physikalische Vielfalt des Ozeans hat einen großen Einfluss auf Pflanzen, Tiere und andere Organismen. Der Ozean wird in verschiedene Zonen eingeteilt, basierend darauf, wie weit das Licht ins Wasser reicht. Jede Zone hat eine eigene Gruppe von Arten, die an die biotischen und abiotischen Bedingungen dieser Zone angepasst sind.
Abbildung 1. Seeigel, Muschelschalen und Seesterne sind oft in der Gezeitenzone zu finden, hier in der Kachemak Bay, Alaska. (credit: NOAA)
Die Gezeitenzone, d.h. die Zone zwischen Ebbe und Flut, ist die ozeanische Region, die dem Land am nächsten ist (Abbildung 1). Im Allgemeinen denken die meisten Menschen bei diesem Teil des Ozeans an einen Sandstrand. In einigen Fällen ist die Gezeitenzone tatsächlich ein Sandstrand, aber sie kann auch felsig oder schlammig sein. Die Gezeitenzone ist aufgrund der Gezeiten eine extrem variable Umgebung. Organismen sind bei Ebbe der Luft und dem Sonnenlicht ausgesetzt und befinden sich die meiste Zeit unter Wasser, besonders bei Flut. Daher sind Lebewesen, die in der Gezeitenzone gedeihen, daran angepasst, über lange Zeiträume trocken zu sein. Das Ufer der Gezeitenzone wird außerdem immer wieder von Wellen getroffen, und die dort vorkommenden Organismen sind so angepasst, dass sie den Schäden durch die stampfende Wirkung der Wellen widerstehen können (Abbildung 1). Die Exoskelette der Uferkrebse (z. B. der Strandkrabbe Carcinus maenas) sind zäh und schützen sie vor Austrocknung und Wellenschäden. Eine weitere Folge des Wellenschlags ist, dass sich nur wenige Algen und Pflanzen in den ständig bewegten Steinen, Sand oder Schlamm ansiedeln.
Die neritische Zone erstreckt sich von der Gezeitenzone bis in Tiefen von etwa 200 m am Rande des Kontinentalschelfs. Da Licht bis in diese Tiefe vordringen kann, kann in der neritischen Zone Photosynthese stattfinden. Das Wasser enthält hier Schlick und ist gut sauerstoffhaltig, druckarm und temperaturstabil. Phytoplankton und schwimmendes Sargassum (eine Art freischwimmender Meeresalgen) bieten einen Lebensraum für einige Meereslebewesen, die in der neritischen Zone zu finden sind. Zooplankton, Protisten, kleine Fische und Garnelen sind in der neritischen Zone zu finden und bilden die Basis der Nahrungskette für die meisten Fischereien der Welt.
Außerhalb der neritischen Zone befindet sich der offene Ozean, der als ozeanische Zone bekannt ist. Innerhalb der ozeanischen Zone gibt es eine thermische Schichtung, bei der sich warmes und kaltes Wasser aufgrund von Meeresströmungen vermischen. Reichlich vorhandenes Plankton dient als Basis der Nahrungskette für größere Tiere wie Wale und Delfine. Nährstoffe sind knapp und dies ist ein relativ wenig produktiver Teil des Meeresbioms. Wenn photosynthetische Organismen und die Protisten und Tiere, die sich von ihnen ernähren, sterben, fallen ihre Körper auf den Meeresboden, wo sie zurückbleiben; im Gegensatz zu Süßwasserseen gibt es im offenen Ozean keinen Prozess, um die organischen Nährstoffe wieder an die Oberfläche zu bringen. Zu den meisten Organismen in der aphotischen Zone gehören Seegurken (Stamm Echinodermata) und andere Organismen, die von den Nährstoffen leben, die in den toten Körpern der Organismen in der photischen Zone enthalten sind.
Unterhalb der pelagischen Zone liegt das Benthos, die Tiefwasserregion jenseits des Kontinentalschelfs. Der Boden des benthischen Bereichs besteht aus Sand, Schlick und toten Organismen. Die Temperatur nimmt mit zunehmender Wassertiefe ab und bleibt über dem Gefrierpunkt. Dies ist ein nährstoffreicher Teil des Ozeans aufgrund der toten Organismen, die von den oberen Schichten des Ozeans herabfallen. Aufgrund dieses hohen Nährstoffgehalts existiert eine Vielfalt von Pilzen, Schwämmen, Seeanemonen, Meereswürmern, Seesternen, Fischen und Bakterien.
Der tiefste Teil des Ozeans ist die Abyssalzone, die sich in Tiefen von 4000 m oder mehr befindet. Die Abyssalzone ist sehr kalt und hat einen sehr hohen Druck, einen hohen Sauerstoffgehalt und einen niedrigen Nährstoffgehalt. Es gibt eine Vielzahl von wirbellosen Tieren und Fischen in dieser Zone, aber in der Abyssalzone gibt es aufgrund des Lichtmangels keine Pflanzen. Hydrothermale Schlote befinden sich hauptsächlich in der abyssalen Zone; chemosynthetische Bakterien nutzen den Schwefelwasserstoff und andere Mineralien, die aus den Schloten austreten. Diese chemosynthetischen Bakterien nutzen den Schwefelwasserstoff als Energiequelle und dienen als Basis der Nahrungskette in der Abyssalzone.
Korallenriffe
Abbildung 2. Korallenriffe werden durch die Kalziumkarbonat-Skelette von Korallenorganismen gebildet, die zu den wirbellosen Meerestieren im Stamm der Nesseltiere gehören. (credit: Terry Hughes)
Korallenriffe sind Meereskämme, die von wirbellosen Meerestieren gebildet werden, die in warmen, flachen Gewässern innerhalb der photischen Zone des Ozeans leben. Sie sind innerhalb von 30˚ nördlich und südlich des Äquators zu finden. Das Great Barrier Reef ist ein bekanntes Riffsystem, das einige Meilen vor der nordöstlichen Küste Australiens liegt. Andere Korallenriffsysteme sind Sauminseln, die direkt an Land angrenzen, oder Atolle, die kreisförmige Riffsysteme sind, die eine ehemalige Landmasse umgeben, die jetzt unter Wasser liegt. Die Korallenorganismen (Mitglieder des Stammes Cnidaria) sind Kolonien von Salzwasserpolypen, die ein Kalziumkarbonat-Skelett absondern. Diese kalkreichen Skelette sammeln sich langsam an und bilden das Unterwasserriff.
Korallen, die in flacheren Gewässern (in einer Tiefe von ca. 60 m) vorkommen, haben eine wechselseitige Beziehung mit photosynthetischen einzelligen Algen. Diese Beziehung versorgt die Korallen mit dem Großteil der Nahrung und der Energie, die sie benötigen. Die Gewässer, in denen diese Korallen leben, sind nährstoffarm und ohne diese Wechselbeziehung wäre es für große Korallen nicht möglich, zu wachsen. Einige Korallen, die in tieferem und kälterem Wasser leben, haben keine wechselseitige Beziehung zu Algen; diese Korallen erhalten Energie und Nährstoffe, indem sie Stechzellen an ihren Tentakeln benutzen, um Beute zu fangen.
Schätzungsweise leben mehr als 4.000 Fischarten in Korallenriffen. Diese Fische ernähren sich von Korallen, der Kryptofauna (wirbellose Tiere, die sich im Kalk-Substrat der Korallenriffe befinden) oder den Algen und Algen, die mit den Korallen verbunden sind. Zusätzlich bewohnen einige Fischarten die Grenzen eines Korallenriffs; zu diesen Arten gehören Raubtiere, Pflanzenfresser oder Planktivoren. Raubfische sind Tierarten, die jagen und Fleischfresser oder „Fleischfresser“ sind. Pflanzenfresser ernähren sich von pflanzlichem Material, und Planktivoren fressen Plankton.
Globaler Rückgang der Korallenriffe
Es dauert lange, ein Korallenriff aufzubauen. Die Tiere, die Korallenriffe bilden, haben sich über Millionen von Jahren entwickelt und lagern langsam das Kalziumkarbonat ab, das ihr charakteristisches Zuhause im Meer bildet. In warmen tropischen Gewässern gebadet, haben sich die Korallentiere und ihre symbiotischen Algenpartner so entwickelt, dass sie an der oberen Grenze der Ozeanwassertemperatur überleben können.
Zusammengenommen stellen der Klimawandel und menschliche Aktivitäten eine doppelte Bedrohung für das langfristige Überleben der Korallenriffe der Welt dar. Da die globale Erwärmung aufgrund der Emissionen fossiler Brennstoffe die Meerestemperaturen ansteigen lässt, leiden die Korallenriffe. Die übermäßige Wärme veranlasst die Riffe, ihre symbiotischen, nahrungsproduzierenden Algen auszutreiben, was zu einem Phänomen führt, das als Bleiche bekannt ist. Wenn die Bleiche auftritt, verlieren die Riffe einen Großteil ihrer charakteristischen Farbe, da die Algen und die Korallentiere absterben, wenn der Verlust der symbiotischen Zooxanthellen länger andauert.
Ansteigende Werte des atmosphärischen Kohlendioxids bedrohen die Korallen auch auf andere Weise; da sich CO2 im Ozeanwasser löst, senkt es den pH-Wert und erhöht den Säuregehalt des Ozeans. Wenn die Säure zunimmt, stört sie die Verkalkung, die normalerweise stattfindet, wenn die Korallentiere ihre Häuser aus Kalziumkarbonat bauen.
Wenn ein Korallenriff zu sterben beginnt, sinkt die Artenvielfalt, da die Tiere Nahrung und Schutz verlieren. Korallenriffe sind auch wirtschaftlich wichtige Reiseziele, so dass der Rückgang von Korallenriffen eine ernsthafte Bedrohung für die Küstenwirtschaft darstellt.
Das menschliche Bevölkerungswachstum hat den Korallen auch auf andere Weise geschadet. Mit dem Anstieg der menschlichen Küstenbevölkerung hat auch der Abfluss von Sedimenten und landwirtschaftlichen Chemikalien zugenommen, wodurch einige der einst klaren tropischen Gewässer trüb geworden sind. Gleichzeitig hat die Überfischung beliebter Fischarten dazu geführt, dass die Raubtierarten, die Korallen fressen, nicht mehr kontrolliert werden können.
Obwohl ein Anstieg der globalen Temperaturen um 1-2˚C (eine konservative wissenschaftliche Prognose) in den kommenden Jahrzehnten nicht groß erscheinen mag, ist er für diesen Lebensraum sehr bedeutend. Wenn sich Veränderungen schnell vollziehen, können Arten aussterben, bevor die Evolution zu neuen Anpassungen führt. Viele Wissenschaftler glauben, dass die globale Erwärmung mit ihrem schnellen (in Bezug auf die Evolutionszeit) und unaufhaltsamen Temperaturanstieg das Gleichgewicht über den Punkt hinaus kippt, an dem sich viele der Korallenriffe der Welt erholen können.
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