Learning Outcomes
- Porównaj i skontrastuj cechy charakterystyczne stref oceanicznych
Ocean jest największym morskim biosem. Jest to ciągły zbiornik słonej wody, który jest stosunkowo jednolity pod względem składu chemicznego; jest to słaby roztwór soli mineralnych i rozłożonej materii biologicznej. W obrębie oceanu rafy koralowe są drugim rodzajem morskiego biomu. Estuaria, obszary przybrzeżne, gdzie mieszają się słona i słodka woda, tworzą trzeci unikalny morski bios.
Ocean
Różnorodność fizyczna oceanu ma znaczący wpływ na rośliny, zwierzęta i inne organizmy. Ocean jest podzielony na różne strefy w oparciu o to, jak daleko światło dociera do wody. Każda strefa ma odrębną grupę gatunków przystosowanych do warunków biotycznych i abiotycznych charakterystycznych dla tej strefy.
Ryc. 1. Jeżowce, muszle małży i rozgwiazdy są często spotykane w strefie międzypływowej, pokazane tutaj w Zatoce Kachemak, Alaska. (kredyt: NOAA)
Strefa międzypływowa, która jest strefą pomiędzy przypływem a odpływem, jest regionem oceanicznym, który znajduje się najbliżej lądu (Rysunek 1). Ogólnie rzecz biorąc, większość ludzi myśli o tej części oceanu jako o piaszczystej plaży. W niektórych przypadkach, strefa międzypływowa jest rzeczywiście piaszczystą plażą, ale może być również skalista lub błotnista. Strefa międzypływowa jest niezwykle zmiennym środowiskiem z powodu pływów. Organizmy są wystawione na działanie powietrza i światła słonecznego w czasie odpływu i znajdują się pod wodą przez większość czasu, zwłaszcza w czasie przypływu. Dlatego też organizmy żywe, które rozwijają się w strefie międzypływowej, są przystosowane do przebywania w suchym środowisku przez długie okresy czasu. Brzeg strefy międzypływowej jest również wielokrotnie uderzany przez fale, a organizmy tam występujące są przystosowane do wytrzymywania uszkodzeń spowodowanych uderzającym działaniem fal (Rysunek 1). Egzoszkielety skorupiaków żyjących na wybrzeżu (takich jak krab brzegowy, Carcinus maenas) są twarde i chronią je przed wysychaniem (wysychaniem) i uszkodzeniami spowodowanymi przez fale. Inną konsekwencją uderzających fal jest to, że niewiele alg i roślin osiedla się na stale poruszających się skałach, piasku lub błocie.
Strefa neritic rozciąga się od strefy międzypływowej do głębokości około 200 m (lub 650 stóp) na krawędzi szelfu kontynentalnego. Ponieważ światło może przenikać na tę głębokość, w strefie neritic może zachodzić fotosynteza. Woda tutaj zawiera muł i jest dobrze natleniona, o niskim ciśnieniu i stabilnej temperaturze. Fitoplankton i pływające Sargassum (rodzaj swobodnie pływających wodorostów morskich) stanowią siedlisko dla niektórych organizmów morskich występujących w strefie neritowej. Zooplankton, protisty, małe ryby i krewetki występują w strefie neric i stanowią podstawę łańcucha pokarmowego dla większości światowych łowisk.
Poza strefą neric znajduje się obszar otwartego oceanu znany jako strefa oceaniczna. W strefie oceanicznej występuje stratyfikacja termiczna, gdzie ciepłe i zimne wody mieszają się z powodu prądów oceanicznych. Obfity plankton służy jako podstawa łańcucha pokarmowego dla większych zwierząt, takich jak wieloryby i delfiny. Składniki odżywcze są rzadkie i jest to stosunkowo mniej produktywna część morskiego biomu. Kiedy organizmy fotosyntetyzujące oraz protisty i zwierzęta, które się nimi żywią, umierają, ich ciała opadają na dno oceanu, gdzie pozostają; w przeciwieństwie do jezior słodkowodnych, w otwartym oceanie brakuje procesu przywracania organicznych składników odżywczych na powierzchnię. Większość organizmów w strefie afotycznej obejmuje ogórki morskie (phylum Echinodermata) i inne organizmy, które przeżywają dzięki składnikom odżywczym zawartym w martwych ciałach organizmów w strefie fotycznej.
Pod strefą pelagiczną znajduje się sfera bentosowa, czyli głębinowy region wód poza szelfem kontynentalnym. Dno sfery bentosowej składa się z piasku, mułu i martwych organizmów. Temperatura spada, pozostając powyżej zera, wraz ze wzrostem głębokości wody. Jest to część oceanu bogata w składniki odżywcze z powodu martwych organizmów, które opadają z górnych warstw oceanu. Ze względu na wysoki poziom składników odżywczych istnieje różnorodność grzybów, gąbek, ukwiałów morskich, robaków morskich, gwiazd morskich, ryb i bakterii.
Najgłębszą częścią oceanu jest strefa abisalna, która znajduje się na głębokości 4000 m lub większej. Strefa otchłani jest bardzo zimna i ma bardzo wysokie ciśnienie, wysoką zawartość tlenu i niską zawartość składników odżywczych. W strefie tej występują różne bezkręgowce i ryby, ale z powodu braku światła w strefie otchłani nie występują rośliny. W strefie otchłani znajdują się przede wszystkim kominy hydrotermalne, w których bakterie chemosyntetyzujące wykorzystują siarkowodór i inne minerały emitowane przez kominy. Te chemosyntetyzujące bakterie używają siarkowodoru jako źródła energii i służą jako podstawa łańcucha pokarmowego w strefie abisalnej.
Refy koralowe
Rysunek 2. Rafy koralowe tworzone są przez szkielety z węglanu wapnia organizmów koralowców, które są morskimi bezkręgowcami z gromady Cnidaria. (kredyt: Terry Hughes)
Refy koralowe to grzbiety oceaniczne utworzone przez bezkręgowce morskie żyjące w ciepłych, płytkich wodach w strefie fotycznej oceanu. Występują one w promieniu 30˚ na północ i południe od równika. Wielka Rafa Koralowa jest dobrze znanym systemem rafowym położonym kilka mil od północno-wschodniego wybrzeża Australii. Inne systemy raf koralowych to wyspy przybrzeżne, które bezpośrednio przylegają do lądu, lub atole, które są okrągłymi systemami rafowymi otaczającymi dawny ląd, który obecnie znajduje się pod wodą. Organizmy koralowe (należące do gromady Cnidaria) to kolonie słonowodnych polipów, które wydzielają szkielet z węglanu wapnia. Te bogate w wapń szkielety powoli gromadzą się, tworząc podwodną rafę.
Korale występujące w płytszych wodach (na głębokości około 60 m lub około 200 stóp) mają mutualistyczny związek z fotosyntetyzującymi glonami jednokomórkowymi. Związek ten dostarcza koralowcom większość potrzebnego im pożywienia i energii. Wody, w których żyją te koralowce są ubogie w składniki odżywcze i bez tego mutualizmu wzrost dużych koralowców nie byłby możliwy. Niektóre koralowce żyjące w głębszych i zimniejszych wodach nie mają mutualistycznej relacji z algami; koralowce te pozyskują energię i składniki odżywcze za pomocą komórek kłujących na swoich mackach, aby chwytać ofiary.
Oszacowano, że ponad 4000 gatunków ryb zamieszkuje rafy koralowe. Ryby te mogą żywić się koralowcami, kryptofauną (bezkręgowcami znajdującymi się w węglanowo-wapniowym podłożu rafy koralowej) lub wodorostami i algami, które są związane z koralowcami. Ponadto, niektóre gatunki ryb zamieszkują granice rafy koralowej; do gatunków tych należą drapieżniki, roślinożercy lub planktiwercy. Drapieżniki to gatunki zwierząt, które polują i są mięsożerne lub „pożeracze mięsa”. Roślinożercy jedzą materiał roślinny, a planktivores jedzą plankton.
Global Decline of Coral Reefs
Budowa rafy koralowej zajmuje dużo czasu. Zwierzęta, które tworzą rafy koralowe, ewoluowały przez miliony lat, nadal powoli odkładając węglan wapnia, który tworzy ich charakterystyczne domy w oceanie. Kąpiąc się w ciepłych wodach tropikalnych, zwierzęta koralowe i ich symbiotyczni partnerzy – glony – ewoluowały, aby przetrwać w górnej granicy temperatury wody oceanicznej.
Wraz ze zmianami klimatu i działalnością człowieka stanowią podwójne zagrożenie dla długoterminowego przetrwania raf koralowych na świecie. Ponieważ globalne ocieplenie spowodowane emisją paliw kopalnych podnosi temperaturę oceanu, rafy koralowe cierpią. Nadmierne ciepło powoduje, że rafy wydalają swoje symbiotyczne, produkujące pożywienie algi, co prowadzi do zjawiska zwanego bieleniem. Kiedy następuje bielenie, rafy tracą wiele ze swoich charakterystycznych kolorów, ponieważ glony i zwierzęta koralowe umierają, jeśli utrata symbiotycznych zooxanthellae przedłuża się.
Wzrastający poziom atmosferycznego dwutlenku węgla zagraża koralowcom w inny sposób; jako że CO2 rozpuszcza się w wodach oceanicznych, obniża pH i zwiększa kwasowość oceanu. Gdy kwasowość wzrasta, zakłóca to proces zwapnienia, który normalnie zachodzi, gdy zwierzęta koralowe budują swoje domy z węglanu wapnia.
Gdy rafa koralowa zaczyna obumierać, różnorodność gatunków spada, ponieważ zwierzęta tracą pożywienie i schronienie. Rafy koralowe są również ważnym gospodarczo celem wycieczek turystycznych, więc ich upadek stanowi poważne zagrożenie dla gospodarek przybrzeżnych.
Wzrost populacji ludzkiej szkodzi koralowcom również w inny sposób. Wraz ze wzrostem populacji ludzi na wybrzeżach, wzrosła również ilość spływu osadów i chemikaliów rolniczych, co spowodowało, że niektóre z niegdyś czystych wód tropikalnych stały się mętne. W tym samym czasie, przełowienie popularnych gatunków ryb pozwoliło drapieżnikom, które zjadają koralowce, pozostać bez kontroli.
Pomimo, że wzrost globalnych temperatur o 1-2˚C (konserwatywna prognoza naukowa) w nadchodzących dekadach może nie wydawać się duży, jest on bardzo istotny dla tego biomu. Gdy zmiany następują szybko, gatunki mogą wyginąć, zanim ewolucja doprowadzi do nowych adaptacji. Wielu naukowców uważa, że globalne ocieplenie, z jego szybkim (w kategoriach czasu ewolucji) i nieubłaganym wzrostem temperatury, przechyla szalę poza punkt, w którym wiele światowych raf koralowych może się odbudować.
Spróbuj tego
Przyczyń się!
Ulepsz tę stronęDowiedz się więcej