Губчатые рифы - это рифы, образованные губками Hexactinellid , у которых есть каркас из кремнезема , и их часто называют стеклянными губками . Такие рифы сейчас очень редки и встречаются только на западном континентальном шельфе Канады. Хотя губчатые рифы были обычным явлением в конце юрского периода, считалось, что они вымерли во время или вскоре после мелового периода , пока существующие рифы не были обнаружены в 1987–1988 [1] - поэтому их иногда называют живыми ископаемыми .
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 промыслов и, возможно, создания морских охраняемых районов (МОР) вокруг губчатых рифов. [2]
Характеристики губок гексактинеллид [ править ]
Гексактинеллиды, или «стекловидные» губки, характеризуются жестким каркасом из спикул из кремнезема . 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 синцитии существует множество ядер в непрерывной цитоплазме; 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 / год и могут прожить не менее 220 лет. [5] Мало что известно о размножении гексактинеллид губки. Как и все порифера, гексактинеллиды являются фильтраторами. Они получают питание за счет прямого поглощения растворенных веществ и, в меньшей степени, из твердых частиц. [4] Нет известных хищников здоровых рифовых губок. [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. Отряды в пределах гексастерофора классифицируются по тому, насколько плотно спикулы сцепляются со спикулами Lyssanctinosan, менее плотно, чем спикулы губок Hexactinosan.
Все основные губки, образующие каркас , относятся к отряду Hexactinosa и включают виды Chonelasma / Heterochone calyx ( кубковая губка), Aphrocallistes sizesus ( облачная губка ) и Farrea occa . [5] Губки Hexactinosan имеют твердый каркас из «сросшихся» спикул, который сохраняется после смерти губки.
Другие виды губок, обитающие на губчатых рифах, являются членами отряда Lyssactinosa (губки Росселид) и включают Rhabdocalyptus dawsoni (губка для ботинок), Acanthascus platei , Acanthascus cactus и Staurocalyptus dowlingi . [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 [ править ]
Хотя губки-гексактинеллиды встречаются во всем мире в глубоководных водах, известно, что единственное место, где они 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] У острова Аксель-Хейберг в Северном Ледовитом океане есть также риф, образованный кремнистыми видами Demospongiae . [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 году. [6] Рифы QCB находятся 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 только в размытых ледниками желобах пологого континентального шельфа . Морское дно стабильное и состоит из камней, крупного гравия и крупных валунов. [4] Губки Hexactinellid 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 течения 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]
Downwellings распространены в Хекате и Королевы Шарлотты , особенно в зимний период , но есть случайные летние апвеллинга . [4] Эти апвеллинги приносят богатые питательными веществами воды к губчатым рифам.
Структура губчатых рифов [ править ]
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 коралловых рифов . 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 кремнеземистого скелета. [5] Губчатые отложения имеют высокий уровень кремнезема и органического углерода. Рифы растут параллельно ледниковым впадинам, а морфология рифов обусловлена глубокими течениями. [6]
«Живые окаменелости» [ править ]
Гексактинеллиды впервые появились в летописи окаменелостей в позднем протерозое , а первые гексактинеллиды были обнаружены в позднем девоне . [5] Гексактинеллидные губчатые рифы были впервые обнаружены в среднем триасе (245-208 миллионов лет назад). Губки достигли своего полного распространения в поздней юре (208–146 миллионов лет назад), когда прерывистая система рифов протяженностью 7000 км протянулась через северные бассейны Тетиса и Северной Атлантики. [5] Эта цепь губчатых рифов является крупнейшей известной биоструктурой из когда-либо существовавших на Земле. [5]
Губчатые рифы сокращались в течение мелового периода, поскольку коралловые и рудистские рифы становились заметными. [5] Предполагается, что распространение диатомовых водорослей могло нанести вред губкам, поскольку диатомовые водоросли 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 [ править ]
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 пилотируемого подводного аппарата показывают, что фауна губчатых рифов отличается от окружающих территорий. [1] Организмы, обитающие в губчатых рифах и вокруг них, включают кольчатых червей, мшанок , крабов-пауков, камчатских крабов, креветок, креветок и эвфаузид . Иглокожие , особенно морские ежи и морские звезды, были в изобилии в районах рифа, где губки умирали или умерли, и их можно использовать в качестве индикатора здоровья губчатого рифа. [5] Морские окуни, особенно виды Sebastes , 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] Фораминиферывокруг рифов в изобилии, а диатомей мало. Консорциум организмов, живущих внутри и вокруг губчатых рифов, очень мало изменился со времен юрского периода. [5]
Разрушение губчатых рифов [ править ]
Рифы подвержены повреждениям в результате рыболовства, особенно донного траления и дноуглубительных работ. 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 длиться несколько км. 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 требуется кремнистый скелет прошлых поколений в качестве субстрата. [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 негативные последствия из-за увеличения количества наносов в морской воде или загрязнения углеводородами. [3]
Защита [ править ]
В 1999 году Управление рыболовства и океанов Канады потребовало, чтобы траулеры , работающие на донных рыбах, добровольно избегали 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. в качестве «управленческого вопроса». [8] В плане управления рекомендуется добавить дополнительную буферную зону в 9 км (5,6 миль) вокруг рифов к существующим перекрытиям тралов для морской рыбы. [2] Рифы также рассматривались как места для будущих морских охраняемых территорий (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 проблема сохранения уязвимых подводных экосистем вдоль северного побережья Британской Колумбии была объединена в рамках Комплексной зоны управления северного побережья Тихого океана . 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 году министерство отказалось от поддержки этого процесса в пользу большей согласованности с планированием океана на других побережьях Канады.
В феврале 2017 года губчатые рифы пролива Геката и пролива Королевы Шарлотты были официально защищены в морской охраняемой зоне пролива Гекаты и стеклянных губчатых рифов Королевы Шарлотты . Морская охраняемая территория занимает площадь 2410 км 2 (930 квадратных миль) и запрещает любую деятельность, которая может нарушить или разрушить губчатые рифы. [9]
См. Также [ править ]
- Гексактинеллидные губки (стеклянные губки)
- Облачная губка
- Проект Губчатого Рифа
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d e f 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.
- ^ a b c d e f g h i j k l m n Джеймисон Г. С. и Чу Л. 2002. Гексактинеллидные губчатые рифы: районы, представляющие интерес как охраняемые морские территории на северном и центральном побережье. Может Sci Adv Sec Res Res Doc 12.
- ^ a b 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.
- ^ a b c d e f g h i j k l m 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.
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Крауттер М., Конвей К., Барри Дж. В. и Нойвайлер М. 2001. Открытие «живого динозавра»: глобально уникальные современные губчатые рифы гексактинеллидов у побережья Британской Колумбии. , Канада. Facies, 44: 265-282.
- ^ a b 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.
- ^ Eluik L. 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.
- ^ a b 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.
- ^ Правительство Канады, рыболовство и океаны Канады (2019-09-18). «Пролив Гекаты / Морской заповедник« Стеклянные губчатые рифы Королевы Шарлотты »(HS / QCS MPA)» . www.dfo-mpo.gc.ca . Проверено 10 сентября 2020 .
Внешние ссылки [ править ]
- Проект «Губчатый риф». https://web.archive.org/web/20110224072816/http://www.porifera.org/a/ciopen.html . Доступ 25 марта 2008 г.
- Природные ресурсы Канады. Губчатые рифы на континентальном шельфе. https://web.archive.org/web/20111009050131/http://gsc.nrcan.gc.ca/marine/sponge/index_e.php . Доступ 25 марта 2008 г.
- Остин, WC 2003. Сады губок: скрытое сокровище в Британской Колумбии. https://web.archive.org/web/20111005142502/http://www.mareco.org/khoyatan/spongegardens/home/ . Доступ 25 марта 2008 г.
- Музей палеонтологии Калифорнийского университета. Hexactinellida. http://www.ucmp.berkeley.edu/porifera/hexactinellida.html . Доступ 7 апреля 2008 г.
