Глубоководный гигантизм - Deep-sea gigantism

Обследование 9 м (30 футов) Гигантский кальмар, второй по величине головоногий моллюск, выброшенный на берег в Норвегия.

В зоология, глубоководный гигантизм тенденция для видов беспозвоночные и других глубоководных животных больше чем их мелководные родственники в большом таксономическом диапазоне. Предлагаемые объяснения этого типа гигантизма включают более низкую температуру, нехватку пищи, снижение давления хищников и повышенную концентрацию растворенного кислорода в морских глубинах. Недоступность глубинных местообитаний затруднила изучение этой темы.

Таксономический диапазон

В морской ракообразные, тенденция увеличения размера с глубиной наблюдалась в мизиды, эвфаузииды, декаподы, изоподы и амфиподы.[1][2] Не членистоногие, у которых наблюдался глубоководный гигантизм, являются головоногие моллюски, книдарийцы, и угри из заказа Anguilliformes.[3]

Остальные [животные] достигают под ними гигантских размеров. Эту последнюю особенность проявляют, в частности, некоторые ракообразные, но не все ракообразные, поскольку ракообразные в глубоководных районах имеют обычные размеры. Я уже упоминал о гигантском Пикногонид [морской паук], добытый нами. Г-н Агассис вытащили гигантскую изоподу длиной 11 дюймов [28 сантиметров]. Мы также выловили гигантского остракода. Более 125 лет ученые размышляли о чрезвычайных размерах Батином гигантский. – Генри Ноттидж Мозли, 1880[4]

Примеры глубоководного гигантизма включают большая красная медуза,[5] то гигантская изопода,[4] гигантский остракод,[4] то гигантский морской паук,[4] то гигантский амфипод, то Японский краб-паук, то гигантская рыба-весло, то глубоководный скат, то семирукий осьминог,[6] и ряд видов кальмаров: колоссальный кальмар (длиной до 14 м),[7] то Гигантский кальмар (до 12 м),[7] Оникия робуста, Taningia danae, Galiteuthis phyllura, Кондаковия лонгимана, а кальмар.

Глубоководный гигантизм обычно не наблюдается в мейофауна (организмы, которые проходят через ячейку размером 1 мм), которые на самом деле демонстрируют обратную тенденцию уменьшения размера с глубиной.[8]

Пояснения

Более низкая температура

Было высказано предположение, что у ракообразных объяснение увеличения размера с глубиной аналогично объяснению увеличения размера с увеличением глубины. широта (Правило Бергмана ): обе тенденции связаны с увеличением размера при понижении температуры.[1] Тенденция изменения широты наблюдалась в некоторых из одних и тех же групп как при сравнении родственных видов, так и среди широко распространенных видов.[1] Считается, что снижение температуры приводит к увеличению клетка размер и увеличился срок жизни (последнее также связано с задержкой половой зрелости[8]), оба из которых приводят к увеличению максимального размера тела (для ракообразных характерен непрерывный рост на протяжении всей жизни).[1] В Арктический и Антарктика В морях, где наблюдается пониженный вертикальный градиент температуры, также наблюдается пониженная тенденция к увеличению размеров тела с глубиной, что противоречит гидростатическое давление являясь важным параметром.[1]

Температура, по-видимому, не играет подобной роли во влиянии на размер гигантских трубчатых червей. Рифтия пахиптила, который живет в гидротермальный источник сообщества при температуре окружающей среды 2–30 ° C,[9] достигает длины 2,7 м, что сравнимо с длиной Lamellibrachia luymesi, который живет в холодные просачивания. Первый, однако, отличается быстрыми темпами роста и короткой продолжительностью жизни около 2 лет.[10] в то время как последний медленно растет и может жить более 250 лет.[11]

Нехватка еды

Нехватка пищи на глубинах более 400 м также считается фактором, поскольку более крупный размер тела может улучшить способность добывать корм для широко разбросанных ресурсов.[8] У организмов с планктонный яйца или личинки, другое возможное преимущество состоит в том, что более крупное потомство с большими начальными запасами пищи может перемещаться на большие расстояния.[8] В качестве примера адаптации к этой ситуации, гигантские изоподы наедаются пищей, если таковая имеется, раздувая свое тело до такой степени, что теряет способность передвигаться;[12] они также могут прожить 5 лет без еды в неволе.[13][14]

В соответствии с Правило Клейбера,[15] чем крупнее становится животное, тем эффективнее становится его метаболизм; т. е. животного скорость метаболизма масштабируется примерно до степени своей массы. В условиях ограниченного количества корма это может принести дополнительную пользу крупным животным.

Снижение давления хищников

Дополнительное возможное влияние - снижение давления хищников в более глубоких водах.[16] Исследование брахиоподы обнаружили, что на больших глубинах хищничество было почти на порядок реже, чем на мелководье.[16]

Повышенный растворенный кислород

Считается, что уровень растворенного кислорода также играет роль в глубоководном гигантизме. Исследование бентоса в 1999 г. амфипода ракообразные обнаружили, что максимальный потенциальный размер организма напрямую коррелирует с повышенным уровнем растворенного кислорода в более глубоких водах.[17] Растворимость растворенного кислорода в океанах, как известно, увеличивается с глубиной из-за увеличения давления, снижения уровня солености и температуры.[17]

Предлагаемая теория, лежащая в основе этой тенденции, заключается в том, что глубоководный гигантизм может быть адаптивным признаком для борьбы с удушьем в океанских водах.[18] Более крупные организмы могут потреблять больше растворенного кислорода в океане, обеспечивая достаточное дыхание. Однако такое повышенное поглощение кислорода создает риск токсического отравления, когда в организме может быть настолько высокий уровень кислорода, что он становится вредным и ядовитым.[18]

Галерея

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Тимофеев, С.Ф. (2001). «Принцип Бергмана и глубоководный гигантизм у морских ракообразных». Вестник биологии (русская версия, Известия Академии Наук, Серия Биологическая). 28 (6): 646–650 (англ. Версия, 764–768). Дои:10.1023 / А: 1012336823275.
  2. ^ К., МакКлейн; М., Рекс (01.10.2001). «Взаимосвязь между концентрацией растворенного кислорода и максимальным размером у глубоководных турридных брюхоногих моллюсков: применение квантильной регрессии». Морская биология. 139 (4): 681–685. Дои:10.1007 / s002270100617. ISSN  0025-3162.
  3. ^ Хэнкс, Мика. "Глубоководный гигантизм: любопытные случаи загадочных гигантских угрей". ТаинственныйВселенная. Получено 5 мая 2019.
  4. ^ а б c d Макклейн, Крейг. «Почему гигантский изопод не больше?». Новости Deep Sea. Получено 1 марта 2018.
  5. ^ Смитсоновский океан. "Большая красная медуза". Смитсоновский океан. Получено 5 мая 2019.
  6. ^ Hoving, H.JT .; Хэддок, С. Х. Д. (2017-03-27). "Гигантский глубоководный осьминог Галифрон атлантический корма студенистой фауны ». Научные отчеты. 7: 44952. Дои:10.1038 / srep44952. ЧВК  5366804. PMID  28344325.
  7. ^ а б Андертон, Джим (22 февраля 2007 г.). «Удивительный образец самого большого кальмара в мире в Новой Зеландии». Правительство Новой Зеландии. В архиве из оригинала от 23 мая 2010 г.
  8. ^ а б c d Гад, Г. (2005). «Гигантские личинки Хиггинса с педогенетическим воспроизведением из морских глубин бассейна Анголы? Свидетельства нового жизненного цикла и глубинного гигантизма у Loricifera?». Разнообразие и эволюция организмов. 5: 59–75. Дои:10.1016 / j.ode.2004.10.005.
  9. ^ Яркий, М .; Лалье, Ф. Х. (2010). «Биология вестиментиферных трубочников» (PDF). Океанография и морская биология: ежегодный обзор. Океанография и морская биология - ежегодный обзор. Тейлор и Фрэнсис. 48: 213–266. Дои:10.1201 / ebk1439821169-c4. ISBN  978-1-4398-2116-9. Архивировано из оригинал (PDF) в 2013-10-31. Получено 2013-10-30.
  10. ^ Lutz, R.A .; Shank, T. M .; Форнари, Д. Дж .; Haymon, R.M .; Lilley, M.D .; Фон Дамм, К. Л .; Десбрюер, Д. (1994). «Быстрый рост в глубоководных жерлах». Природа. 371 (6499): 663. Дои:10.1038 / 371663a0.
  11. ^ Макдональд, Ян Р. (2002). «Стабильность и изменения в хемосинтетических сообществах Мексиканского залива» (PDF). MMS. Получено 2013-10-30.
  12. ^ Брионес-Фурзан, Патрисия; Лозано-Альварес, Энрике (1991). «Аспекты биологии гигантского изопода. Батином гигантский А. Милн Эдвардс, 1879 (Flabellifera: Cirolanidae), у полуострова Юкатан ". Журнал биологии ракообразных. 11 (3): 375–385. Дои:10.2307/1548464. JSTOR  1548464.
  13. ^ Галлахер, Джек (26 февраля 2013 г.). «Глубоководная изопод в Аквариуме не ела более четырех лет». The Japan Times. Получено 2013-05-21.
  14. ^ «Я не буду есть, ты не сможешь меня приготовить! (И они не смогли)». ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР. 22 февраля 2014 г.. Получено 23 февраля, 2014.
  15. ^ Клейбер, М. (1947). «Размер тела и скорость обмена веществ». Физиологические обзоры. 27 (4): 511–541. Дои:10.1152 / Physrev.1947.27.4.511. PMID  20267758.
  16. ^ а б Harper, E.M .; Пек, Л. С. (2016). «Широтные и глубинные градиенты давления морских хищников». Глобальная экология и биогеография. 25 (6): 670–678. Дои:10.1111 / geb.12444.
  17. ^ а б Шапель, Готье; Пек, Ллойд С. (1999). «Полярный гигантизм продиктован доступностью кислорода». Природа. 399 (6732): 114–115. Дои:10.1038/20099. ISSN  0028-0836.
  18. ^ а б Verberk, Wilco C.E.P .; Аткинсон, Дэвид (2013). «Почему полярный гигантизм и палеозойский гигантизм не эквивалентны: влияние кислорода и температуры на размер тела эктотермов». Функциональная экология. 27 (6): 1275–1285. ISSN  0269-8463.

внешняя ссылка