Губчатый риф - Sponge reef

Не путать с губка.
"Hexactinellae" из Эрнст Геккель с Kunstformen der Natur, 1904
Облачная губка (Афрокаллисты вастус) является одним из основных видов, строящих рифы

Губчатые рифы рифы образованы Гексактинеллид губки, которые имеют скелет сделано из кремнезем, и их часто называют стеклянные губки. Такие рифы сейчас очень редки и встречаются только на западном континентальном шельфе Канады. Хотя обычное дело в конце Юрский период, считалось, что губчатые рифы вымерли во время или вскоре после Меловой период, пока существующие рифы не были обнаружены в 1987–1988 гг.[1] - отсюда их иногда называют живые окаменелости.

Рифы выполняют важную экологическую функцию в качестве среды обитания, размножения и разведения рыб и беспозвоночных, но в настоящее время им угрожает рыболовство, морская нефтегазовая промышленность.[2][3] Предпринимаются попытки защитить эти уникальные экосистемы путем закрытия промысловых предприятий и, возможно, создания морских охраняемых территорий (МОР) вокруг губка рифы.[2]

Характеристики губок гексактинеллид

Гексактинеллиды, или «стеклянные» губки, характеризуются жестким каркасом из спикул, состоящих из кремнезем. В отличие от других порифер, гексактинеллиды не обладают способностью сокращаться. Другой уникальной особенностью стеклянных губок является то, что их ткани почти полностью состоят из синцитий.[2] В синцитий в сплошной цитоплазме много ядер; ядра не упакованы в отдельные клетки.

В результате губка имеет отличительную систему электропроводности по всему телу. Это позволяет губке быстро реагировать на помехи, такие как физическое воздействие или чрезмерный осадок в воде. В ответ губка перестает питаться. Он попытается возобновить кормление через 20–30 минут, но снова остановится, если раздражение все еще присутствует.[2]

Гексактинеллиды исключительно морские и встречаются по всему миру в глубоких (> 1000 м) океанах.[4] Отдельные губки растут со скоростью 0–7 см в год и могут прожить не менее 220 лет.[5] О размножении гексактинеллид губки известно немного. Как и все порифера, гексактинеллиды являются фильтраторами. Они получают питание за счет прямого поглощения растворенных веществ и, в меньшей степени, из твердых частиц.[4] Хищников здоровых рифовых губок нет.[5] Вероятно, это связано с тем, что в губках очень мало органической ткани; кремнистый скелет составляет 90% массы тела губки.[4]

Гексастерофорные губки имеют спикулы, называемые гексактинами, с шестью лучами, расположенными под прямым углом. Заказы в пределах гексастерофора классифицируются по тому, насколько плотно спикулы сцепляются со спикулами Lyssanctinosan, менее плотно, чем спикулы губок Hexactinosan.

Все основные губки, формирующие каркас, относятся к отряду Hexactinosa и включают виды Хонелазма / гетерохоновая чашечка (потир губка), Афрокаллисты вастус (облачная губка ), и Фарреа Окка.[5] Губки Hexactinosan имеют твердый каркас из «сросшихся» спикул, который сохраняется после смерти губки.

Другие виды губок, изобилующие на губчатых рифах, являются членами отряда Lyssactinosa (губки Росселид) и включают Rhabdocalyptus dawsoni (губка для обуви), Acanthascus platei, Акантаскус кактус и Стаурокалипт Даулинги.[5] Губки Росселид имеют «тканый» или «рыхлый» кремнистый скелет, который не сохраняется после смерти губки и способен образовывать маты, но не рифы.[2]

Расположение губчатых рифов

Острова и основные проливы северной части Тихоокеанского Северо-Западного побережья

Хотя губки-гексактинеллиды встречаются во всем мире в глубоководных водах, единственное место, где они, как известно, образуют рифы, - это континентальный шельф Западной Канады.[1][6][2][4] Сообщества губок Росселид, называемые «губчатыми матами», широко распространены; они встречаются в каньонах в Северной Атлантике, в канадской Арктике и на континентальных шельфах Антарктики.[4] Есть также риф из кремнистого Demospongiae виды от Остров Аксель Хейберг в Северном Ледовитом океане.[7]

Четыре рифа гексактинеллид были обнаружены в бассейне Королевы Шарлотты (QCB) в 1987–1988 гг.[1] Еще три рифа были зарегистрированы в бассейне Джорджии (Великобритания) в 2005 г.[6] Рифы QCB встречаются в 70–80 км от береговой линии на глубине 165–240 м.[5] Эти рифы покрывают более 700 км2 дна океана.[4]

Губчатые рифы требуют уникальных условий, что может объяснить их глобальную редкость. Встречаются они только в размытых ледниками желобах пологих континентальный шельф. Морское дно стабильное и состоит из камней, крупного гравия и крупных валунов.[4] Губки гексактинеллид требуют твердого субстрата и не прикрепляются к илистому или песчаному морскому дну.[5]

Они встречаются только там, где скорость осаждения низкая, растворенный кремнезем высокий (43-75 мкМ), а придонные токи составляют от 0,15 до 0,30 м / с.[4] Растворенный кислород низкий (64-152 мкМ), а температура у рифов составляет 5,5-7,3 ° C.[4] Температура поверхности колеблется от 6 ° C в апреле до 14 ° C в августе.[5]

Даунвеллинги распространены в Пролив Гекаты и Королева Шарлотта Саунд, особенно зимой, но бывает и летом. апвеллинг.[4] Эти апвеллинги приносят богатые питательными веществами воды на губчатые рифы.

Строение губчатых рифов

Каждая живая губка на поверхности рифа может быть более 1,5 м в высоту. Рифы состоят из насыпей, называемых «биогермами», высотой до 21 м и пластов, называемых «биостромы», толщиной 2–10 м и шириной до многих километров.[4]

Каждая губка из отряда Hexactinosa имеет жесткий скелет, сохраняющийся после смерти животного. Это обеспечивает отличный субстрат для посадки личинок губок, и новые губки вырастают на каркасах прошлых поколений. Таким образом, рост губчатых рифов аналогичен росту коралловые рифы. Щупальца новых губок обвивают спикулы старых умерших губок. Позднее усики образуют базальную пластину взрослой губки, которая прочно прикрепляет животное к рифу.

Глубокие океанские течения переносят мелкие отложения, захваченные лесами губчатых рифов. Вокруг основания губчатых биогермов образуется осадочная матрица из ила, глины и некоторого количества песка. Матрица отложений мягкая у поверхности и плотная на глубине менее одного метра.[5] Мертвые губки покрываются осадком, но не теряют поддерживающего кремнистого скелета.[5] Губчатые отложения содержат большое количество кремнезема и органического углерода. Рифы растут параллельно ледниковым впадинам, а морфология рифов обусловлена ​​глубокими течениями.[6]

«Живые окаменелости»

Гексактинеллиды впервые появились в летописи окаменелостей во время позднего периода. Протерозойский, а первые гексактинозаны были обнаружены в позднем Девонский.[5] Гексактинеллидные губчатые рифы были впервые обнаружены в Среднем Триасовый (245-208 миллионов лет назад). Губки достигли своего полного распространения в конце Юрский (208–146 миллионов лет назад), когда прерывистая система рифов длиной 7000 км протянулась через северную Тетис и бассейны Северной Атлантики.[5] Эта цепь губчатых рифов является крупнейшей известной биоструктурой из когда-либо существовавших на Земле.[5]

Губчатые рифы сокращались на протяжении Меловой период, когда коралловые и рудистские рифы стали заметными.[5] Предполагается, что распространение диатомеи могли быть вредными для губок, поскольку диатомеи конкурируют с губками гексактинеллид за кремнезем.[4]

С помощью радиоуглеродного датирования ядер рифов установлено, что рифы жили на континентальном шельфе Западной Канады в течение 8500–9000 лет.[1]

Экологическое значение

Губчатые рифы создают структуру на относительно безликом континентальном шельфе. Они обеспечивают среду обитания для рыб и беспозвоночных и могут служить важным местом расселения этих животных. Требуются дополнительные исследования, чтобы полностью определить экологическое значение этих рифов.[1][2]

Наблюдения с пилотируемых подводных аппаратов показывают, что фауна губчатых рифов отличается от окружающих территорий.[1] Организмы, обнаруженные внутри и вокруг губчатых рифов, включают кольчатых червей, мшанки, краб-паук, камчатский краб, креветки, креветки и эвфаузиды. Иглокожие, особенно морских ежей и морских звезд, было много в районах рифа, где губки умирали или умерли, и их можно использовать как индикатор здоровья губчатого рифа.[5] Морской окунь, особенно Себастес виды, живут в отверстиях и между губками.[5] Были замечены беременные и молодь морского окуня, что свидетельствует о том, что рифы используются в качестве рассадников.[4] Фораминиферы в изобилии вокруг рифов, и диатомеи редки. Консорциум организмов, живущих внутри и вокруг губчатых рифов, очень мало изменился со времен юрского периода.[5]

Разрушение губчатых рифов

Донное траление, при котором сеть волочится по морскому дну, особенно опасно для губчатых рифов.

Рифы подвержены повреждению рыбной ловлей, особенно донные. траление и дноуглубительные работы. При обычном тралении донной рыбы по дну океана тащат большую сеть, при этом ее пасть открыта двумя 2-тонными дверцами, называемыми оттербордами. Кремнистый скелет губок хрупкий, и эти организмы легко разрушаются при физическом воздействии. Последствия донного траления наблюдались на трех рифах в ККБ.[2] Повреждения от траления проявляются в виде параллельных следов на расстоянии 70–100 м друг от друга, которые могут простираться на несколько километров. Каждый след трала имеет глубину 10 см, ширину 20 см и залегает на глубинах 210–220 м. Губки в районе следов трала раздроблены или полностью удалены.

Ловля на крючок и удочку, а также ловля ракообразных менее вредны, но могут также повредить рифы. Когда рыболовные снасти поднимаются на поверхность, лески и ловушки волочатся по дну океана и могут сломать кораллы и губки. Сломанные «обрубки» губки, а также со стертыми бортами были обнаружены в регионах, где велась ловля леской и ловушкой.[2]

Разрушение рифовых губок может иметь ужасные последствия для пополнения новых губок, поскольку личинкам губок в качестве субстрата требуется кремнистый скелет прошлых поколений.[5] Без твердого субстрата новые губки не могут осесть и отрастить сломанные части рифа. Было подсчитано, что на восстановление разрушенных губчатых рифов может потребоваться до 200 лет.[2]

Кроме того, рифам угрожает морская разведка нефти и газа. Правительство Британской Колумбии сняло мораторий, запрещающий разведочное бурение и движение танкеров в проливе Геката и проливе Королевы Шарлотты, и эта территория была сдана в аренду нефтегазовой промышленностью.[2] Даже если разведочное бурение не проводится на рифах или в непосредственной близости от них, оно все равно может иметь негативное влияние из-за увеличения количества отложений в морской воде или загрязнения углеводородами.[3]

Защита

В 1999 году, Рыболовство и океаны Канады просил, чтобы донная рыба траулеры добровольно избегайте губчатых рифов. В 2002 году после сообщений о новых повреждениях рифов, полученных с 1999 года, министерство инициировало регулируемое закрытие траления донных рыб и добровольное закрытие тралового промысла креветок в районах, где, как известно, обитают губчатые рифы.[2]

Защита четырех губчатых рифов в проливе Геката и проливе Королевы Шарлотты была включена в план управления траловым промыслом донной рыбы на 2005/06 г. как «управленческий вопрос».[8] План управления рекомендовал добавить дополнительную буферную зону в 9 км (5,6 миль) вокруг рифов к существующим закрытиям тралов морской рыбы.[2] Рифы также рассматривались как места для будущего Морские охраняемые территории (МОР).[2] Хотя МОР могут быть более эффективными, чем закрытие промыслов для долгосрочной защиты рифов от донного траления, нефтегазовая промышленность все равно будет представлять угрозу.[8]

В 2008 году вопрос о сохранении чувствительных подводных экосистем на Северное побережье Британской Колумбии были объединены в Комплексное управление Тихоокеанского Северного побережья. Целью было разработать план по сохранению этого относительно неразвитого региона при одновременном стимулировании устойчивой экономики на побережье, что обещало сделать Канаду мировым лидером в области сохранения морской среды. Однако в 2011 г. министерство отказался от поддержки процесса в пользу большей согласованности с планированием океана на других побережьях Канады.

В феврале 2017 года губчатые рифы проливов Геката и Королевы Шарлотты были официально защищены в пределах Пролив Гекаты и морской охраняемый район «Стеклянные губчатые рифы на проливе Королевы Шарлотты». Морская охраняемая территория занимает площадь 2410 км2.2 (930 квадратных миль) и запрещает любую деятельность, которая может нарушить или разрушить губчатые рифы.[9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Департамент рыболовства и океанов. 2000. Гексактинеллидные губчатые рифы на континентальном шельфе Британской Колумбии: геологическое и биологическое строение. Отчет о состоянии среды обитания DFO Тихоокеанского региона за 2000/02 г.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Джеймисон Г.С. и Чу Л. 2002. Гексактинеллидные губчатые рифы: районы, представляющие интерес как морские охраняемые районы на северном и центральном побережье. Может Sci Adv Sec Res Res Doc 12.
  3. ^ а б Канадское общество парков и дикой природы. 2004. Защита стеклянных губчатых рифов от морской нефти и газа. http://cpawsbc.org/pdfs/glass_sponge_reefs.pdf[постоянная мертвая ссылка ]. Доступ 28 марта 2008 г.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Уитни Ф., Конвей К., Томсон Р., Барри В., Крауттер М. и Мунгов Г. 2005. Океанографическая среда обитания губчатых рифов на западном канадском континентальном шельфе. Cont Shelf Res, 25: 211-226.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q Крауттер М., Конвей К., Барри Дж. В. и Нойвайлер М. 2001. Открытие «живого динозавра»: глобально уникальные современные губчатые рифы гексактинеллид у побережья Британской Колумбии, Канада. Facies, 44: 265-282.
  6. ^ а б c Конвей К., Барри Дж. И Крауттер М. 2005. Геоморфология уникальных рифов на западном канадском шельфе: губчатые рифы, нанесенные на карту с помощью многолучевой батиметрии. Geo-Mar Lett, 2005: 205-213.
  7. ^ Элюик Л. 1991. Сообщества кремнистых губок, биологическая зональность и недавнее изменение уровня моря на окраине Арктики: результаты Ледяного острова: обсуждение. Can J Earth Sci, 28: 459-462.
  8. ^ а б Департамент рыболовства и океанов. 2005 г. Комплексный план управления промыслом донных рыб. http://www-ops2.pac.dfo-mpo.gc.ca/xnet/content/MPLANS/plans05/GFTrawl05.pdf. Доступ 28 марта 2008 г.
  9. ^ Правительство Канады, Министерство рыболовства и океанов Канады (2019-09-18). "Пролив Геката / Морской охраняемый район" Стеклянные губчатые рифы "Саунд Королевы Шарлотты (HS / QCS MPA)". www.dfo-mpo.gc.ca. Получено 2020-09-10.

внешняя ссылка