Эмилиания Хаксли - Emiliania huxleyi

Эмилиания Хаксли
Emiliania huxleyi coccolithophore (PLoS) .png
Сканирующая электронная микрофотография одного Эмилиания Хаксли клетка.
Научная классификация
Домен:
Эукариоты
(без рейтинга):
Гаптофита
Учебный класс:
Prymnesiophyceae
Заказ:
Isochrysidales
Семья:
Noelaerhabdaceae
Род:
Эмилиания
Разновидность:
Э. хаксли
Биномиальное имя
Эмилиания Хаксли
(Лом.) Хэй и Молер
Цветение Э. хаксли в Хардангер-фьорд, НорвегияМай 2020

Эмилиания Хаксли это разновидность кокколитофора обнаружены почти во всех экосистемах океана от экватора до субполярных регионов и от богатых питательными веществами зон апвеллинга до бедных питательными веществами олиготрофных вод.[1][2][3][4] Это один из тысяч разных фотосинтетический планктон, свободно дрейфующий в эвфотической зоне океана, составляющий основу практически всех морских пищевые полотна. Изучается на обширном цветет образуется в водах, обедненных питательными веществами, после перестройки лета. термоклин. Как и другие кокколитофориды, Э. хаксли одноклеточный фитопланктон покрытые уникальным орнаментом кальцит диски под названием кокколиты. Отдельные кокколиты многочисленны в морских отложениях, хотя полные коккосферы более необычны. В случае Э. хакслиВ отложениях может фиксироваться не только раковина, но и мягкая часть организма. Он производит группу химических соединений, очень устойчивых к разложению. Эти химические соединения, известные как алкеноны, могут быть обнаружены в морских отложениях спустя долгое время после разложения других мягких частей организмов. Алкеноны чаще всего используются земные ученые как средство оценки прошлого температура поверхности моря.

Основные факты

Эмилиания Хаксли был назван в честь Томас Хаксли и Чезаре Эмилиани, которые первыми исследовали донные отложения и обнаружили в них кокколиты. Считается, что он произошел примерно 270 000 лет назад от более древнего рода. Gephyrocapsa Камптер[5][6] и стал доминирующим в планктонных сообществах и, следовательно, в летописи окаменелостей приблизительно 70 000 лет назад.[5][7] Это самый многочисленный и широко распространенный вид кокколитофорид. Вид делится на семь морфологических форм, называемых морфотипы на основе различий в структуре кокколита [8][9][10] (Видеть Наннотакс подробнее об этих формах). Его кокколиты прозрачны и обычно бесцветны, но образованы из кальцита, который очень эффективно преломляет свет в толще воды. Это, а также высокие концентрации, вызванные постоянным осыпанием их кокколитов, делают Э. хаксли цветет хорошо видно из космоса. спутник изображения показывают, что цветение может охватывать территорию более 10 000 км2., с дополнительными судовыми измерениями, указывающими, что Э. хаксли безусловно, является доминирующим видом фитопланктона в этих условиях.[11] Этот вид послужил источником вдохновения для Джеймс Лавлок с Гипотеза Гайи который утверждает, что живые организмы коллективно саморегулируют биогеохимию и климат в неслучайных метастабильных состояниях.

Изобилие и распространение

Эмилиания Хаксли считается повсеместным видом. Он демонстрирует один из самых высоких температурных диапазонов (1-30 ° C) среди всех видов кокколитофорид.[3] Это наблюдалось при различных уровнях питательных веществ от олиготрофный (субтропический круговороты ) к эвтрофный воды (зоны апвеллинга / норвежские фьорды).[12][13][14] Его присутствие в планктонных сообществах от поверхности до глубины 200 м указывает на высокую устойчивость как к колебаниям, так и к условиям низкой освещенности.[4][12][15] Считается, что такая чрезвычайно широкая толерантность к условиям окружающей среды объясняется существованием ряда экологически адаптированных экотипы внутри вида.[6] В результате этих допусков его распространение варьируется от субарктического до субантарктического и от прибрежных до океанических местообитаний.[3][16] В этом диапазоне он присутствует почти во всех пробах воды эвфотической зоны и составляет 20-50% или более от всего сообщества кокколитофорид.[3][12][17][18]

Во время массового цветения (которое может охватывать более 100000 квадратных километров), Э. хаксли Концентрация клеток может превосходить количество всех других видов в регионе вместе взятых, составляя 75% или более от общего количества фотосинтетического планктона в этом районе.[11] Э. хаксли цветение в регионе действует как важный источник карбонат кальция и диметилсульфид, массовая добыча которых может оказать существенное влияние не только на свойства приповерхностного перемешанного слоя, но и на глобальный климат.[19] Цветение можно идентифицировать с помощью спутниковых снимков из-за большого количества света, обратно рассеянного от водной толщи, что обеспечивает метод оценки их биогеохимического значения как в бассейновом, так и в глобальном масштабе. Эти цветы распространены в норвежский язык фьорды, в результате чего спутники улавливают "белую воду", которая описывает отражательную способность цветов, улавливаемых спутниками. Это связано с массой кокколитов, отражающих падающий солнечный свет обратно из воды, что позволяет Э. хаксли цветение, которое нужно различать в мельчайших деталях.

Обширный Э. хаксли цветение может иметь видимое влияние на море альбедо. Хотя многократное рассеяние может увеличить путь света на единицу глубины, увеличивая поглощение и нагрев водяного столба солнечным светом, Э. хаксли вдохновил предложения по геомимезис,[20] потому что пузырьки воздуха микронного размера являются зеркальными отражателями и поэтому в отличие от Э. хаксли, как правило, понижают температуру верхнего слоя воды. Как и в случае самозатенения в отбеливающих воду цветениях кокколитофорического планктона, это может снизить продуктивность фотосинтеза из-за изменения геометрии эвфотической зоны. И эксперименты, и моделирование необходимы для количественной оценки потенциального биологического воздействия таких эффектов, а также вытекающего из этого потенциала отражающего цветения других организмов для увеличения или уменьшения испарения и выделения метана за счет изменения температуры пресной воды.

Биогеохимические воздействия

Изменение климата

Как и в случае со всем фитопланктоном, первичная продукция Э. хаксли через фотосинтез происходит сток углекислый газ. Однако образование кокколитов путем кальцификации является источником CO.2. Это означает, что кокколитофориды, в том числе Э. хаксли, потенциально могут действовать как чистый источник CO2 из океана. Являются ли они чистым источником или поглотителем, и как они будут реагировать на закисление океана еще не совсем понятен.

Сохранение тепла океана

Рассеяние, стимулированное Э. хаксли Цветение не только заставляет больше тепла и света возвращаться в атмосферу, чем обычно, но также заставляет больше остающегося тепла задерживаться ближе к поверхности океана. Это проблематично, потому что именно поверхностная вода обменивается теплом с атмосферой, и Э. хаксли цветение может иметь тенденцию к значительному снижению общей температуры водяного столба в течение более длительных периодов времени. Однако важность этого эффекта, будь то положительный или отрицательный, в настоящее время исследуется и еще не установлена.

Галерея

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Окада, Хисатаке (1973). «Распространение океанических кокколитофорид в Тихом океане». Глубоководные исследования и океанографические аннотации. 20 (4): 355–374. Bibcode:1973DSRA ... 20..355O. Дои:10.1016/0011-7471(73)90059-4.
  2. ^ Харалампопулу, Анастасия (2011) Кокколитофориды в высоких широтах и ​​полярных регионах: взаимосвязь между составом сообщества, кальцификацией и факторами окружающей среды Университет Саутгемптона, Школа наук об океане и Земле, докторская диссертация, 139с.
  3. ^ а б c d Макинтайр, Эндрю (1967). «Современные кокколитофориды Атлантического океана - I. Плаколиты и киртолиты». Глубоководные исследования и океанографические аннотации. 14 (5): 561–597. Bibcode:1967DSRA ... 14..561M. Дои:10.1016/0011-7471(67)90065-4.
  4. ^ а б Бекель, Бабетта; Бауманн, Карл-Хайнц (01.05.2008). «Вертикальные и латеральные вариации в структуре сообщества кокколитофорид в субтропической фронтальной зоне в южной части Атлантического океана». Морская микропалеонтология. 67 (3–4): 255–273. Bibcode:2008MarMP..67..255B. Дои:10.1016 / j.marmicro.2008.01.014.
  5. ^ а б Thierstein, H.R .; Geitzenauer, K. R .; Молфино, Б .; Шеклтон, Н. Дж. (1977-07-01). «Подтверждение глобальной синхронности уровней позднечетвертичных кокколитов по изотопам кислорода». Геология. 5 (7): 400–404. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1977) 5 <400: gsolqc> 2.0.co; 2. ISSN  0091-7613.
  6. ^ а б Пааше, Э. (2001). «Обзор кокколитофорид Emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae), с особым упором на рост, образование кокколитов и взаимодействия кальцификации и фотосинтеза». Phycologia. 40 (6): 503–529. Дои:10.2216 / i0031-8884-40-6-503.1. S2CID  84921998.
  7. ^ Bijma, J .; и другие. (2001). «Первичный сигнал: экологические факторы и факторы окружающей среды - отчет Рабочей группы 2» (PDF). Геохимия, геофизика, геосистемы. 2 (1): н / д. Bibcode:2001GGG ..... 2.1003B. Дои:10.1029 / 2000gc000051.
  8. ^ Финдли, С. С; Giraudeau, J (2000-12-01). «Сохранившийся известковый наннопланктон в австралийском секторе Южного океана (южное лето 1994 и 1995 годов)». Морская микропалеонтология. 40 (4): 417–439. Bibcode:2000MarMP..40..417F. Дои:10.1016 / S0377-8398 (00) 00046-3.
  9. ^ Cook, S.S .; и другие. (2011). "Фотосинтетический пигмент и генетические различия между двумя морфотипами Южного океана Эмилиания Хаксли (Haptophyta) ". Журнал психологии. 47 (3): 615–626. Дои:10.1111 / j.1529-8817.2011.00992.x. PMID  27021991. S2CID  25399383.
  10. ^ Hagino, K .; и другие. (2011). "Новые доказательства морфологической и генетической изменчивости космополитической кокколитофориды. Эмилиания Хаксли (Prymnesiophyceae) из генов cox1b-atp4 ». Журнал психологии. 47 (5): 1164–1176. Дои:10.1111 / j.1529-8817.2011.01053.x. PMID  27020197. S2CID  24499896.
  11. ^ а б Holligan, P.M .; и другие. (1993). «Биогеохимическое исследование кокколитофориды Emiliania huxleyi в Северной Атлантике». Global Biogeochem. Циклы. 7 (4): 879–900. Bibcode:1993GBioC ... 7..879H. Дои:10.1029 / 93GB01731.
  12. ^ а б c Винтер А., Джордан Р. В. и Рот П. Х., 1994. Биогеография живых кокколитофорид в океанских водах. В Кокколитофориды. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета, стр. 161–177.
  13. ^ Хагино, Киоко; Окада, Хисатаке (30 января 2006 г.). «Внутри- и инфра-видовые морфологические изменения у отдельных видов кокколитофорид в экваториальном и субэкваториальном Тихом океане» (PDF). Морская микропалеонтология. 58 (3): 184–206. Bibcode:2006MarMP..58..184H. Дои:10.1016 / j.marmicro.2005.11.001. HDL:2115/5820.
  14. ^ Хендерикс, Дж; Зима, А; Эльбрахтер, М; Feistel, R; Plas, Av der; Nausch, G; Барлоу, Р. (23 февраля 2012 г.). «Экологический контроль морфотипов Emiliania huxleyi в системе прибрежного апвеллинга Бенгелы (юго-восточная Атлантика)». Серия "Прогресс морской экологии". 448: 51–66. Bibcode:2012MEPS..448 ... 51H. Дои:10.3354 / meps09535. ISSN  0171-8630.
  15. ^ Мохан, Рахул; Mergulhao, Lina P .; Гупта, М. В. С .; Rajakumar, A .; Thamban, M .; AnilKumar, N .; Sudhakar, M .; Равиндра, Расик (1 апреля 2008 г.). «Экология кокколитофорид в индийском секторе Южного океана». Морская микропалеонтология. 67 (1–2): 30–45. Bibcode:2008Март .. 67 ... 30 млн. Дои:10.1016 / j.marmicro.2007.08.005.
  16. ^ Хасл, Г.Р., 1969. Анализ фитопланктона Тихого океана Южного океана: численность, состав и распределение во время экспедиции Братегга, 1947-1948 гг., Университетфлагет.
  17. ^ Beaufort, L .; Couapel, M .; Buchet, N .; Claustre, H .; Гойет, К. (4 августа 2008 г.). «Производство кальцита кокколитофоридами в юго-восточной части Тихого океана». Биогеонауки. 5 (4): 1101–1117. Дои:10.5194 / bg-5-1101-2008. ISSN  1726-4189.
  18. ^ Poulton, A.J .; и другие. (2010). «Динамика кокколитофорид в условиях отсутствия цветения в конце лета в центральной части Исландского бассейна (июль – август 2007 г.)» (PDF). Лимнология и океанография. 55 (4): 1601–1613. Bibcode:2010LimOc..55.1601P. Дои:10.4319 / lo.2010.55.4.1601.
  19. ^ Вестбрук, Питер (1993). «Модельный системный подход к биологическому воздействию на климат. Пример Emiliania huxleyi». Глобальные и планетарные изменения. 8 (1–2): 27–46. Bibcode:1993GPC ..... 8 ... 27 Вт. Дои:10.1016 / 0921-8181 (93) 90061-П.
  20. ^ Зейтц, Р. (2011). «Яркая вода: гидрозоли, водосбережение и изменение климата». Изменение климата. 105 (3–4): 365–381. arXiv:1010.5823. Дои:10.1007 / s10584-010-9965-8. S2CID  16243560.

Рекомендации

внешняя ссылка