Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Питание криля при высокой концентрации фитопланктона (замедлено в 12 раз)

Кормушки с фильтрами - это подгруппа животных , кормящих суспензией, которые питаются, отфильтровывая взвешенные вещества и частицы пищи из воды, обычно пропуская воду через специализированную фильтрующую структуру. Некоторые животные, которые используют этот метод кормления, - это моллюски , криль , губки , усатые киты и многие рыбы (в том числе некоторые акулы ). Некоторые птицы, такие как фламинго и некоторые виды уток , также являются фильтраторами. Питатели-фильтры могут играть важную роль в очищении воды и поэтому считаются инженерами экосистем . Они также важны вбиоаккумуляция и, как следствие, как индикаторные организмы .

Рыба [ править ]

См. Также: Кормовая рыба

Большинство кормовых рыб - это фильтры. Например, атлантический менхаден , разновидность сельди , живет за счет планктона, пойманного в средней воде. Взрослый менхаден может фильтровать до четырех галлонов воды в минуту и ​​играет важную роль в очищении океанской воды. Они также являются естественным препятствием для смертоносного красного прилива . [1]

Помимо этих костлявых рыб, фильтраторами служат еще четыре типа хрящевых рыб . Кит акулы сосет в рот воды, закрывает рот и выталкивает воду через свои жабры . Во время небольшой задержки между закрытием рта и открытием жаберных створок планктон прижимается к дермальным зубчикам, которые выстилают его жаберные пластины и глотку.. Этот тонкий сетчатый аппарат, являющийся уникальной модификацией жаберных тычинок, предотвращает прохождение чего-либо, кроме жидкости, через жабры (задерживается все, что диаметром более 2–3 мм). Любой материал, попавший в фильтр между жаберными перемычками, проглатывается. Было замечено, что китовые акулы «кашляют», и предполагается, что это метод очистки жаберных тычинок от скопившихся частиц пищи. [2] [3] [4] пелагическая большеротая акула имеет светящиеся органы , называемые фотофорами вокруг его рта. Считается, что они могут существовать, чтобы заманить в рот планктон или мелкую рыбу. [5] гигантская акула представляет собой пассивный фильтр , устройство подачи, фильтрации зоопланктона, мелкая рыба и беспозвоночные от до 2000 тонн воды в час. [6] В отличие от гигантской и китовой акул, гигантская акула, похоже, не активно ищет добычу; но у него действительно есть большие обонятельные луковицы, которые могут направлять его в правильном направлении. В отличие от других крупных фильтров-питателей, он полагается только на воду, которая проталкивается через жабры при плавании; акула-мегаполис и китовая акула могут сосать или перекачивать воду через жабры. [6] Манты могут рассчитывать свое прибытие на нерест больших косяков рыбы и питаться свободно плавающими яйцами и спермой. Эту уловку используют и китовые акулы. [ необходима цитата ]

Ракообразные [ править ]

Корзина фильтра mysid

Мизидацеи - это мелкие ракообразные, которые живут недалеко от берега и парят над морским дном, постоянно собирая частицы с помощью своей корзины для фильтров. Они являются важным источником пищи для сельди , трески , камбалы и полосатого окуня . Мизиды обладают высокой устойчивостью к токсинам в загрязненных районах и могут способствовать высокому уровню токсинов у своих хищников. [ Требуется цитата ] Антарктическому крилю удается напрямую использовать мельчайшие клетки фитопланктона , что не может сделать ни одно другое животное высших размеров криля. Это достигается за счет фильтрации с использованием передних ног криля, что обеспечивает очень эффективное фильтрующее устройство:[7] шесть торакопод образуют очень эффективную «кормушку», используемую для сбора фитопланктона из открытой воды. На анимации вверху этой страницы криль парит на месте под углом 55 °. При более низких концентрациях пищи корзина для кормления проталкивается через воду более чем на полметра в открытом положении, а затем водоросли причесываются к ротовому отверстию с помощью специальных щетинок на внутренней стороне торакопод. У фарфоровых крабов пищевые придатки покрыты щетинками, которые отфильтровывают частицы пищи из текущей воды. [8] Большинство видов ракушек являются фильтраторами и используют свои сильно модифицированные ноги для отсеивания планктона из воды. [9]

Усатые киты [ править ]

Усатый кит

В усатых китов (Mysticeti), один из двух подотрядов на китообразных (китов, дельфинов и морских свинок), характеризуются наличием усатых пластины для фильтрации пищи из воды, а не зубов. Это отличает их от другого подотряда китообразных, зубатых китов.(Одонтоцети). Подотряд включает четыре семейства и четырнадцать видов. Усатые киты обычно ищут скопление зоопланктона, проплывают через него с открытым ртом или глотанием и фильтруют добычу из воды с помощью своих усов. Усатый кит - это ряд большого количества кератиновых пластинок, прикрепленных к верхней челюсти, состав которых аналогичен составу человеческих волос или ногтей. Эти пластины имеют треугольное сечение с самой большой обращенной внутрь стороной с тонкими волосками, образующими фильтрующий мат. [10] Южные киты - медлительные пловцы с большими головами и ртами. Их пластины из китового уса узкие и очень длинные - до 4 м (13 футов) в гренландских головках. - и размещается внутри увеличенной нижней губы, которая подходит к изогнутой верхней челюсти. Когда правый кит плавает, передний зазор между двумя рядами пластин китового уса пропускает воду вместе с добычей, в то время как кит фильтрует воду. [10] Рорквалы, такие как синий кит , напротив, имеют меньшую голову, быстро плавают с короткими и широкими пластинами уса. Чтобы поймать добычу, они широко открывают нижнюю челюсть - почти на 90 ° - проплывают через рой, глотая, при этом опуская свой язык так, что вентральные бороздки головы расширяются и значительно увеличивают количество поглощаемой воды. [10] Усатые киты обычно едят криль.в полярных или субполярных водах летом, но также может ловить стайную рыбу, особенно в Северном полушарии. Все усатые киты, за исключением серых китов, питаются у поверхности воды, редко ныряя на глубину более 100 м (330 футов) или в течение продолжительных периодов времени. Серые киты живут на мелководье, питаясь в основном донными организмами, такими как амфиподы . [10]

Двустворчатые моллюски [ править ]

Внешний образ
значок изображения Ролик о сифонном питании

Двустворчатые моллюски - это водные моллюски, у которых раковина состоит из двух частей . Обычно обе оболочки (или клапана) симметричны по линии шарнира. Класс насчитывает 30 000 видов , включая морских гребешков , моллюсков , устриц и мидий . Большинство двустворчатых моллюсков являются фильтраторами (хотя некоторые из них занялись уборкой мусора и хищниками), добывая органические вещества из моря, в котором они живут. Нефридия , разновидность почек у моллюсков , удаляет отходы. Погребенные двустворчатые моллюски питаются, вытягивая сифон на поверхность. Например, устрицывтягивают воду через жабры через биение ресничек . Взвешенная пища ( фитопланктон , зоопланктон , водоросли и другие переносимые водой питательные вещества и частицы) улавливаются слизью жабр и оттуда попадают в рот, где они съедаются, перевариваются и выводятся в виде фекалий или псевдофекалий . Каждая устрица фильтрует до пяти литров воды в час. Ученые считают, что некогда процветающая популяция устриц в Чесапикском заливе исторически отфильтровывала весь объем воды в устье от избыточных питательных веществ каждые три или четыре дня. Сегодня этот процесс займет почти год [11]и отложения, питательные вещества и водоросли могут вызвать проблемы в местных водах. Устрицы фильтруют эти загрязнители [12] и либо едят их, либо формируют в небольшие пакеты, которые откладываются на дно, где они безвредны.

Двустворчатые моллюски рециркулируют питательные вещества, поступающие в водные пути от людей и сельскохозяйственных источников. Биоэкстракция питательных веществ - это «стратегия управления окружающей средой, с помощью которой питательные вещества удаляются из водной экосистемы за счет урожая увеличенного биологического производства, включая аквакультуру моллюсков или водорослей, питающихся суспензией». [13] Удаление питательных веществ моллюсками, которые затем собираются из системы, может помочь решить экологические проблемы, включая избыточное поступление питательных веществ ( эвтрофикация ), низкий уровень растворенного кислорода, снижение доступности света и воздействие на угревую траву, вредоносное цветение водорослей и увеличение случаев паралитического отравления моллюсками(PSP). Например, в среднем собранные мидии содержат: 0,8–1,2% азота и 0,06–0,08% фосфора [14]. Удаление увеличенной биомассы может не только бороться с эвтрофикацией, но и поддерживать местную экономику, предоставляя продукты для корма для животных или компоста. В Швеции природоохранные агентства используют выращивание мидий в качестве инструмента управления для улучшения качества воды, где усилия по биоэкстракции мидий были оценены и показали, что они являются высокоэффективным источником удобрений и кормов для животных [15]. В США исследователи изучают возможность смоделировать использование моллюсков и морских водорослей для уменьшения содержания питательных веществ в определенных районах пролива Лонг-Айленд. [16]

Двустворчатые моллюски также широко используются в качестве биоиндикаторов для мониторинга состояния водной среды, будь то пресная или морская вода. Их популяционный статус или структура, физиология, поведение [17] или содержание в них определенных элементов или соединений могут выявить статус загрязнения любой водной экосистемы. Они полезны, поскольку сидячие, что означает, что они точно представляют среду, в которой их отбирают или помещают (клетки), и они все время дышат водой, обнажая свои жабры и внутренние ткани: биоаккумуляция . Одним из самых известных проектов в этой области является Программа наблюдения за мидиями в Америке, но сегодня они используются во всем мире для этой цели ( экотоксикология ). [цитата необходима ]

Губки [ править ]

Трубчатые губки для привлечения мелких рифовых рыб

У губок нет настоящей кровеносной системы ; вместо этого они создают поток воды, который используется для циркуляции. Растворенные газы попадают в клетки и попадают в клетки путем простой диффузии . Метаболические отходы также переносятся в воду путем диффузии. Губки перекачивают значительное количество воды. Leuconia , например, представляет собой небольшую лейконовую губку около 10 см в высоту и 1 см в диаметре. Подсчитано, что вода поступает через более чем 80 000 водотоков со скоростью 6 см в минуту. Однако, поскольку Leuconia имеет более 2 миллионов жгутиковых камер, общий диаметр которых намного больше, чем у каналов, поток воды через камеры замедляется до 3,6 см в час. [18]Такая скорость потока позволяет легко захватить пищу клетками ошейника. Вода вытесняется через одиночный оскулюм со скоростью около 8,5 см / сек: это сила струи, способная переносить отходы на некоторое расстояние от губки.

Книдарианцы [ править ]

У лунной медузы есть сетка волокон, которые медленно протягиваются через воду. Движение настолько медленное, что веслоногие рачки не могут его почувствовать и не реагируют на побег . [ необходима цитата ]

  • Волнистая живая Аурелия в Балтийском море показывает сетку в действии.

  • При большем увеличении виден объект добычи, вероятно, рачка .

  • Затем добычу притягивают к телу, сжимая волокна по типу штопора (изображение, полученное с помощью ecoSCOPE ).

К другим книдариям, питающимся фильтром, относятся морские загоны , морские вееры , перистые анемоны и Ксения . [ необходима цитата ]

Оболочки [ править ]

Туникаты набирают воду через сифон, а затем выводят фильтрованную воду через другой сифон.

Туникаты , такие как асцидии , сальпы и морские сквирты , являются хордовыми, которые образуют сестринскую группу по отношению к позвоночным . Почти все оболочники питаются взвесью , улавливая частицы планктона , фильтруя морскую воду через свое тело. Вода всасывается в организм через ингаляционный щечный сифон под действием ресничек , выстилающих жаберные щели. Затем отфильтрованная вода удаляется через отдельный сифон для вытяжного воздуха. Для получения достаточного количества пищи типичному оболочнику необходимо обрабатывать около одного объема воды в секунду. [19]

Фламинго [ править ]

Дугообразная спецификация этого меньших фламинго хорошо приспособлена к нижним черпать
Розовая окраска Pterodaustro является гипотетической, но основана на экологическом сходстве с фламинго.

Фильтр-корм фламинго на рассольных креветках . Их клювы необычной формы специально приспособлены для отделения грязи и ила от пищи, которую они едят, и используются исключительно в перевернутом виде. Фильтрованию пищевых продуктов помогают волосатые структуры, называемые ламелями, которые выстилают нижнюю челюсть , и большой язык с шероховатой поверхностью. [20]

Птерозавры [ править ]

Традиционно Ctenochasmatoidea как группа числилась в качестве фильтраторов из-за их длинных, множественных тонких зубов, явно хорошо приспособленных для ловли добычи. Однако только Pterodaustro демонстрирует правильный насосный механизм, имеющий повернутые вверх челюсти и мощную мускулатуру челюсти и языка. У других ктенохазматоидов их нет, и теперь считается, что это ловцы колпиц , использующие свои специализированные зубы просто для того, чтобы обеспечить большую площадь поверхности. Что характерно, эти зубы, хотя и маленькие и многочисленные, сравнительно неспециализированы по сравнению с усатыми зубами Птеродаустро . [21]

Boreopterids Считается , что полагались на своем роде зачаточного фильтра питания, используя длинные, тонкие зубы улавливать мелкую рыбу, хотя , возможно , отсутствует механизм откачки Pterodaustro . По сути, их кормовой механизм был подобен таковому у современных молодых платанистских « дельфинов ». [21] [22]

Морские рептилии [ править ]

Привычки фильтрующего питания заметно редки среди мезозойских морских рептилий , основная ниша фильтрующего питания, по-видимому, вместо этого занята рыбами- пахикормидами . Однако было высказано предположение, что некоторые зауропсиды участвовали в питании через фильтр. Хенодус был плакодонтом с уникальными зубцами, похожими на китовый ус, и характеристиками подъязычной мускулатуры и мускулатуры челюсти, сопоставимыми с таковыми у фламинго. В сочетании с озерной окружающей средой он мог бы занять аналогичную экологическую нишу. [23] [24] В частности, вероятно, это было травоядное животное , отфильтровывающее водоросли и другую мелкую флору из субстратов. [25] Stomatosuchidaeэто семейство пресноводных крокодиломорфов с челюстями, похожими на рорквалов, и крохотными зубами, и несвязанный кайнозойский Mourasuchus имеет аналогичные приспособления. Hupehsuchia - это линия причудливых рептилий триасового периода, адаптированная для кормления в подвешенном состоянии. [26] Некоторые плезиозавры могли питаться через фильтр. [27]

См. Также [ править ]

  • Частица (экология)
  • Планкоядное животное
  • Паутина - единственный [ необходимая цитата ] земной эквивалент фильтрующего устройства.

Заметки [ править ]

  1. ^ Х. Брюс Франклин (март 2006 г.). «Чистые убытки: Объявление войны Менхадену» . Мать Джонс . Проверено 27 февраля 2009 года . Обширная статья о роли менхадена в экосистеме и возможных последствиях перелова.
  2. ↑ Ред. Раниер Фрозе и Даниэль Поли. «Rhincodon typus» . FishBase . Проверено 17 сентября 2006 года .
  3. ^ Мартин, Р. Эйдан. "Elasmo Research" . ReefQuest . Проверено 17 сентября 2006 года .
  4. ^ "Китовая акула" . Ихтиология в Музее естественной истории Флориды. Архивировано из оригинального 5 сентября 2006 года . Проверено 17 сентября 2006 года .
  5. Перейти ↑ Bird, Christopher (28 октября 2014 г.). «Светящиеся в темноте акулы» . Саутгемптонский университет . Проверено 11 июня 2018 .
  6. ^ а б К. Никл; Л. Биллингсли; К. ДиВитторио. «Биологические профили гигантской акулы» . Флоридский музей естественной истории. Архивировано из оригинального 21 августа 2006 года . Проверено 11 июня 2018 .
  7. ^ Килс, У .: Плавание и кормление антарктического криля, Euphausia superba - некоторые выдающиеся энергетика и динамика - некоторые уникальные морфологические детали . В Berichte zur Polarforschung , Институт полярных и морских исследований Альфреда Вегенера , специальный выпуск 4 (1983): «О биологии криля Euphausia superba », Труды семинара и отчет Группы экологии криля, редактор С.Б. Шнак, 130–155 и изображение титульной страницы.
  8. ^ Вальдивия, Нельсон; Stotz, Вольфганг (2006). "Кормление Porcellanid Crab Allopetrolisthes Spinifrons, Симбионт морской ветреницы Phymactis Papillosa" . Журнал биологии ракообразных . 26 (3): 308–315. DOI : 10,1651 / С-2607,1 .
  9. ^ "Желудь ракушек" . Совет по полевым исследованиям. 2008 . Проверено 11 июня 2018 .
  10. ^ a b c d Баннистер, Джон Л. (2008). «Усатые киты (Mysticetes)». В Перрине, Уильям Ф .; Вюрсиг, Бернд; Thewissen, JGM (ред.). Энциклопедия морских млекопитающих . Академическая пресса. стр.  80 -89. ISBN 978-0-12-373553-9.
  11. ^ "Устричные рифы: экологическое значение" . Национальное управление океанических и атмосферных исследований США . Проверено 11 июня 2018 .
  12. ^ Сравнительные роли подвесок-кормушек в экосистемах. Springer. Дордрехт, 359 с.
  13. ^ NOAA. « Обзор биологических экстрактов питательных веществ ». Исследование пролива Лонг-Айленда.
  14. ^ Штадмарк и Конли. 2011. Выращивание мидий как мера по снижению содержания питательных веществ в Балтийском море: рассмотрение биогеохимических циклов питательных веществ. Бык загрязнения морской среды. 62 (7): 1385-8
  15. ^ Линдаль О, Хернрот Р., Коллберг С., Лоо Л.-О, Олрог Л., Ренштам-Хольм А.-С., Свенссон Дж., Свенссон С., Сиверсен У. (2005). «Улучшение качества морской воды путем разведения мидий: выгодное решение для шведского общества». Ambio . 34 (2): 131–138. DOI : 10.1579 / 0044-7447-34.2.131 . PMID 15865310 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Миллер и Жезлы. «Применение общесистемной модели эвтрофикации (SWEM) для предварительной количественной оценки сбора биомассы в качестве стратегии контроля питательных веществ в проливе Лонг-Айленд» (PDF) . Hydroqual, Inc.
  17. ^ поведение
  18. ^ См. Хикман и Робертс (2001) Интегрированные принципы зоологии - 11-е изд., Стр. 247
  19. ^ Рупперт, Эдвард Э .; Фокс, Ричард, С .; Барнс, Роберт Д. (2004). Зоология беспозвоночных, 7-е издание . Cengage Learning. С. 940–956. ISBN 978-81-315-0104-7.
  20. ^ Карнаби, Тревор (2010) [2008]. Beat about the Bush: Птицы . Jacana. п. 456. ISBN. 978-1-77009-241-9.
  21. ^ a b Уилтон, Марк П. (2013). Птерозавры: естествознание, эволюция, анатомия . Издательство Принстонского университета. ISBN 0691150613.
  22. ^ Pilleri Г., Marcuzzi Г., Pilleri О. (1982). «Видообразование в Platanistoidea, систематические, зоогеографические и экологические наблюдения за современными видами». Исследования по китообразным . 14 : 15–46.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  23. ^ Rieppel, О. (2002). Механизмы питания триасовых зауроптеригов стволовой группы: анатомия успешного вторжения в мезозойские моря. Zoological Journal of Linnean Society, 135, 33-63
  24. ^ Naish D (2004). «Объяснение окаменелостей 48. Плакодонты». Геология сегодня . 20 (4): 153–158. DOI : 10.1111 / j.1365-2451.2004.00470.x .
  25. ^ Чун, Ли; Риппель, Оливье; Лонг, Ченг; Фрейзер, Николас С. (май 2016 г.). «Древнейшая морская травоядная рептилия и ее замечательный челюстной аппарат» . Наука продвигается . 2 (5): e1501659. DOI : 10.1126 / sciadv.1501659 . PMC 4928886 . PMID 27386529 .  
  26. ^ Сандерсон С.Л., Вассерсуг Р. (1990). «Позвоночные животные, питающиеся суспензией». Scientific American . 262 (3): 96–101. DOI : 10.1038 / Scientificamerican0390-96 .
  27. ^ "Плезиозавры махинации XI: имитация ленты конвейера мяса краба и фильтрующий питающий плезиозавр" . Проверено 11 июня 2018 .

Ссылки [ править ]

  • Булливант, JS (1968). «Пересмотренная классификация подвесных питателей» . Туатара . 16 (2): 151–160.
  • Некоторые аспекты водоочистной деятельности фильтраторов // Гидробиология. 2005. Vol. 542, № 1. с. 275–286

Внешние ссылки [ править ]

  • Фильтр-питатель криля
  • Программа наблюдения за мидиями