Войти
| Антарктический криль | |
|---|---|
 | |
| Статус сохранения | |
 . Наименее опасен (МСОП 3.1 ) | |
| Научная классификация | |
| Домен: | Eukaryota |
| Царство: | Animalia |
| Тип: | Arthropoda |
| Подтип: | Crustacea |
| Класс: | Malacostraca |
| Порядок: | Euphausiacea |
| Семейство: | Euphausiidae |
| Род: | Euphausia |
| Виды: | E. superba |
| Биномиальное имя | |
| Euphausia superba . Dana, 1850 | |
| Синонимы | |
| |
Антарктический криль (Euphausia superba) - вид из криля, обнаруженный в Антарктике воды Южного океана. Это доминирующий вид животных Земли. Это небольшое плавающее ракообразное, которое живет большими стаями, называемыми стаями, иногда достигая плотности 10 000–30 000 особей на кубический метр. Он питается непосредственно минутным фитопланктоном, тем самым используя первичную продукцию энергию, которую фитопланктон первоначально получал от солнца, чтобы поддерживать свои пелагические (открытый океан ) жизненный цикл. Он вырастает до 6 сантиметров (2,4 дюйма), весит до 2 граммов (0,071 унции) и может жить до шести лет. Это ключевой вид в антарктической экосистеме, а по биомассе он является одним из самых распространенных видов животных на планете (примерно 500 миллионов тонн, что соответствует 300-400 триллионам
Яйца нерестятся близко к поверхности и начинают тонуть. В открытом океане они тонут около 10 дней: науплии вылупляются на глубине около 3000 метров (9800 футов) Основной сезон нереста антарктического криля длится с января по март, оба выше континентальный шельф, а также в верхней части глубоководных океанических районов. Как и все виды криля, самец прикрепляет сперматофор к половому отверстию самки. Для этой цели первые плеоподы (ноги, прикрепленные к брюшной полости) самца сконструированы как инструменты для спаривания. Самки откладывают 6 000–10 000 яиц за один раз. Они оплодотворяются, когда выходят из генитального отверстия.
Согласно классической гипотезе Marriosis De 'Abrtona, полученной по результатам экспедиции знаменитого британского исследовательского судна RRS Discovery, развитие яйца происходит следующим образом: гаструляция (развитие яйца в эмбрион) начинается во время опускания яиц размером 0,6 мм (0,024 дюйма) на полку внизу, в океанические области на глубине около 2 000–3 000 метров (6 600–9 800 футов). Из яйца вылупляется личинка науплиуса ; как только он превратился в метанауплиуса, молодое животное начинает мигрировать к поверхности в процессе миграции, известной как восходящий путь развития.
Следующие две стадии личинки, называемые вторым науплиусом и метанауплиусом, по-прежнему не едят, но питаются оставшийся желток. Через три недели молодой криль завершил восхождение. Они могут появляться в огромных количествах, считая 2 на литр на глубине 60 м (200 футов). Далее следуют дополнительные личиночные стадии роста (второй и третий калиптопис, с первого по шестой фурцилии). Для них характерно усиление развития дополнительных ножек, сложных глазков и щетинок (щетинок). Молодь криля размером 15 мм (0,59 дюйма) напоминает габитус взрослых особей. Криль достигает зрелости через два-три года. Как и все ракообразные, криль должен линять, чтобы расти. Примерно каждые 13–20 дней криль сбрасывает свой хитиновый экзоскелет и оставляет его в виде экзувии.
Головы антарктического криля. Обратите внимание на биолюминесцентный орган на стебле и нервы, видимые в усиках, желудочную мельницу, фильтрующая сетка на торакоподах и грабли на концах торакоподов. Кишечник E. superba часто сияет зеленым сквозь прозрачную кожу. Этот вид питается преимущественно фитопланктоном - особенно очень мелкими диатомовыми (20 мкм ), которые он отфильтровывает из воды с помощью кормушки. Стеклоподобные оболочки диатомовых растрескиваются в «желудочной мельнице », а затем перевариваются в гепатопанкреасе. Криль также может ловить и поедать веслоногих, амфипод и другой мелкий зоопланктон. Кишечник образует прямую трубку; его пищеварительная эффективность не очень высока, поэтому в кале все еще присутствует много углерода. Антарктический криль (E.superba) в основном содержит хитинолитические ферменты в желудке и средней кишке, которые расщепляют хитиновые шипы диатомовых водорослей, дополнительные ферменты могут варьироваться в зависимости от его обширного рациона.
В аквариумах, криль поедают друг друга. Когда их не кормят, они уменьшаются в размере после линьки, что является исключением для животных такого размера. Вероятно, это адаптация к сезонности их кормовой базы, которая ограничена в темные зимние месяцы подо льдом. Однако сложные глаза животного не уменьшаются в размерах, и поэтому соотношение между размером глаз и длиной тела оказалось надежным показателем голода. Криль с достаточным количеством пищи будет иметь глаза, пропорциональные длине тела, по сравнению с голодным крилем, у которого глаза кажутся больше, чем обычно.
Модифицированные торакоподы, которые образуют питательную корзину фильтрующего устройства, перемещаются через воду, чтобы доставить клетки фитопланктона в рот. Антарктический криль непосредственно поглощает минуту клеток фитопланктона, чего не может сделать ни одно другое животное размером с криль. Это достигается за счет фильтрующего питания с использованием высокоразвитых передних ног криля, которые образуют эффективный фильтрующий аппарат: шесть торакоподов (ноги, прикрепленные к грудной клетке ) создают «кормушка», используемая для сбора фитопланктона из открытой воды. На самых мелких участках отверстия в этой корзине имеют диаметр всего 1 мкм. При более низких концентрациях корма корзина для кормления проталкивается через воду более чем на полметра в открытом положении, а затем водоросли причесываются к ротовому отверстию с помощью специальных щетинок (щетинок) на внутренней стороне торакоподы.
Антарктический криль, питающийся ледяными водорослями. Поверхность льда на левой стороне окрашена в зеленый цвет водорослями. Антарктический криль может соскрести зеленую лужайку ледяных водорослей с нижней стороны паковых льдов. У криля на концах торакопод образовались особые ряды гребешковых щетинок, которые зигзагообразно скользят по льду. Один криль может очистить площадь в квадратный фут примерно за 10 минут (1,5 см / с). Недавние открытия показали, что пленка ледяных водорослей хорошо развита на обширных территориях и часто содержит гораздо больше углерода, чем вся водная толща внизу. Криль находит здесь обширный источник энергии, особенно весной, после того как в зимние месяцы источники пищи были ограничены.
Изображение на месте, полученное с помощью ecoSCOPE. В правом нижнем углу изображения виден зеленый слюнный шар, а в нижнем левом - зеленая фекальная струна. Считается, что криль ежедневно совершает от одной до трех вертикальных миграций из смешанных поверхностных вод на глубины 100 метров. Криль - очень неухоженная кормушка, и он часто выплевывает скопления фитопланктона (слюнные шарики), содержащие тысячи слипшихся клеток. Он также производит фекальные струны, которые все еще содержат значительные количества углерода и стеклянных панцирей диатомовых. Оба они тяжелые и очень быстро тонут в бездне. Этот процесс называется биологическим насосом. Поскольку воды вокруг Антарктиды очень глубокие (2 000–4 000 метров или 6 600–13 100 футов), они действуют как поглотитель углекислого газа : этот процесс экспортирует большое количество углерода (фиксированный углекислый газ, CO 2) из биосферы и изолирует его в течение примерно 1000 лет.
Слои пелагической зоны, в которых обитают организмы, составляющие экосистему. Антарктический криль является частью этой экосистемы. Если фитопланктон потребляется другими компонентами пелагической экосистемы, большая часть углерода остается в верхних слоях океана. Есть предположение, что этот процесс - один из крупнейших механизмов биологической обратной связи на планете, возможно, самый значительный из всех, управляемый гигантской биомассой. Для количественной оценки экосистемы Южного океана необходимы дополнительные исследования.
Акварель биолюминесцентного криля Криль часто называют светлыми креветками, потому что они излучают свет через биолюминесцентные органы. Эти органы расположены на различных частях тела отдельного криля: одна пара органов на стебле (см. Изображение головы выше), другая пара - на бедрах второго и седьмого торакоподы и отдельные органы на четырех плеонстернитах. Эти световые органы периодически излучают желто-зеленый свет в течение 2–3 с. Они считаются настолько развитыми, что их можно сравнить с фонариком. В задней части органа имеется вогнутый отражатель, а спереди - линза, направляющая излучаемый свет. Весь орган можно вращать с помощью мышц, которые могут направлять свет в определенную область. Функция этих огней еще полностью не изучена; некоторые гипотезы предполагают, что они служат для компенсации тени криля, так что они не видны хищникам снизу; другие предположения утверждают, что они играют значительную роль в спаривании или обучении в ночное время.
Биолюминесцентные органы криля содержат несколько флуоресцентных веществ. Главный компонент имеет максимальную флуоресценцию при возбуждении 355 нм и испускании 510 нм.
Лобстеринг-криль Криль используйте реакция бегства для уклонения от хищников, которые очень быстро плывут назад, переворачивая их задние части. Эта модель плавания также известна как омар. Криль может развивать скорость более 0,6 метра в секунду (2,0 фута / с). Время триггера до оптического стимула, несмотря на низкие температуры, составляет всего 55 ms.
Распределение криля на NASA SeaWIFS изображение - основные концентрации находятся в море Скотия на Антарктическом полуострове Антарктический криль имеет циркумполярное распространение и встречается по всему Южному океану, и так далеко на север, как Антарктическая конвергенция. В точке антарктической конвергенции холодные поверхностные воды Антарктики погружаются под более теплые субантарктические воды. Этот фронт проходит примерно на 55 ° южной широты ; оттуда до континента Южный океан покрывает 32 миллиона квадратных километров. Это в 65 раз больше Северного моря. В зимний сезон более трех четвертей этой площади покрывается льдом, тогда как 24 миллиона квадратных километров (9 300 000 квадратных миль) летом становятся свободными ото льда. Температура воды колеблется на уровне -1,3–3 ° C (29,7–37,4 ° F).
Воды Южного океана образуют систему течений. Всякий раз, когда происходит Дрейф западного ветра, поверхностный слой перемещается вокруг Антарктиды в восточном направлении. Возле материка бегает против часовой стрелки. На фронте между ними развиваются большие вихри, например, в море Уэдделла. Стаи криля плавают с этими водными массами, образуя единую популяцию по всей Антарктиде, с обменом генов по всей территории. В настоящее время мало что известно о точных схемах миграции, поскольку отдельные крили еще не могут быть помечены для отслеживания их перемещений. Самые крупные косяки видны из космоса и могут быть отслежены со спутника. Один рой покрыл территорию океана площадью 450 квадратных километров (170 квадратных миль) на глубину 200 метров (660 футов) и, по оценкам, содержал более 2 миллионов тонн криля. Недавние исследования показывают, что криль не просто пассивно дрейфует в этих течениях, но фактически изменяет их. Двигаясь вертикально через океан в 12-часовом цикле, стаи играют важную роль в смешивании более глубокой, богатой питательными веществами воды с водой, бедной питательными веществами на поверхности.
Антарктика. криль является краеугольным камнем экосистемы Антарктики за пределами прибрежного шельфа и является важным источником пищи для китов, тюленей, морские леопарды, морские котики, тюлени-крабоеды, кальмары, ледяная рыба, пингвины, альбатросы и многие другие виды птиц. Тюлени-крабоеды даже развили особые зубы в качестве приспособления для ловли этого обильного источника пищи: его необычные многолепестковые зубы позволяют этому виду отсеивать криль из воды. Его зубной ряд выглядит как идеальный сетчатый фильтр, но подробности его действия пока неизвестны. Крабоеды - самый многочисленный тюлень в мире; 98% их рациона составляют E. superba. Эти тюлени потребляют более 63 миллионов тонн криля каждый год. Морские леопарды развили похожие зубы (45% криля в рационе). Все тюлени потребляют 63–130 миллионов тонн, все киты - 34–43 миллиона тонн, птицы - 15–20 миллионов тонн, кальмары - 30–100 миллионов тонн, а рыба - 10–20 миллионов тонн, что в сумме составляет 152–313 миллионов тонн потребления криля. каждый год.
Шаг в размере между крилем и его добычей необычайно велик: обычно он занимает три или четыре шага от маленьких клеток фитопланктона размером 20 мкм до организма размером с криль (через малые веслоногие, большие веслоногие ракообразные, мизиды до 5 см рыбы ). E. superba обитает только в Южном океане. В Северной Атлантике преобладающими видами являются Meganyctiphanes norvegica, а в Тихом океане - Euphausia pacifica.
В 2009 г. биомасса антарктического криля оценивалась в 0,05 гигатонны углерода (Гт C), что аналогично общей биомассе человека (0,06 Gt C). Причина, по которой антарктический криль способен накапливать такую высокую биомассу и продукцию, заключается в том, что воды вокруг ледяного антарктического континента служат убежищем для одной из самых больших ассоциаций планктона в мире, возможно, самой крупной. Океан заполнен фитопланктоном ; когда вода поднимается из глубины к залитой светом поверхности, она приносит питательные вещества со всех океанов мира обратно в световую зону, где они снова становятся доступными для живых организмов.
Таким образом, первичная продукция - преобразование солнечного света в органическую биомассу, основу пищевой цепи - имеет ежегодную фиксацию углерода 1-2 г / м3 в открытом океане. Вблизи льда она может достигать 30–50 г / м 2. Эти значения не слишком высоки по сравнению с очень продуктивными районами, такими как Северное море или апвеллинг, но территория, на которой это происходит, огромна даже по сравнению с другими крупными производителями сырья. например тропические леса. Кроме того, летом в Австралии много часов дневного света, чтобы подпитывать этот процесс. Все эти факторы делают планктон и криль важной частью экоцикла планеты.
Температура и площадь пакового льда с течением времени, согласно данным, собранным Loeb et al. 1997. Масштаб льда перевернут, чтобы продемонстрировать корреляцию; горизонтальная линия - точка замерзания, наклонная линия - среднее значение температуры. Возможное снижение биомассы антарктического криля могло быть вызвано сокращением зоны пакового льда из-за глобальное потепление. Антарктический криль, особенно на ранних стадиях развития, похоже, нуждается в структурах пакового льда, чтобы иметь хорошие шансы на выживание. Паковый лед имеет естественные пещерные свойства, которые криль использует, чтобы уклоняться от хищников. В годы слабого пакового льда криль, как правило, уступает место сальпам, бочкообразному свободно плавающему фильтрующему питателю, который также питается планктоном.
Еще одной проблемой для антарктического криля, а также многих кальцифицирующих организмов (кораллов, двустворчатых моллюсков, улиток и т. Д.) Является закисление океанов, вызванное за счет увеличения уровня углекислого газа. Экзоскелет криля содержит карбонат, который подвержен растворению в условиях низкого pH. Уже было показано, что повышенный уровень содержания углекислого газа может нарушить развитие икры криля и даже помешать вылуплению молоди криля, что приведет к географически широко распространенному в будущем снижению успешности вылупления криля. Однако дальнейшее влияние закисления океана на жизненный цикл криля остается неясным, но ученые опасаются, что это может существенно повлиять на его распространение, численность и выживаемость.
Годовой мировой улов E. superba, составленный из Данные ФАО. Промысел антарктического криля составляет порядка 100 000 тонн в год. Основными странами-промыслами являются Южная Корея, Норвегия, Япония и Польша. Продукты используются в качестве корма для животных и наживки для рыб. Промысел криля сложен по двум важным причинам. Во-первых, сеть для криля должна иметь очень мелкую сетку, обеспечивающую очень высокое сопротивление , которое генерирует носовую волну, которая отклоняет криль в стороны. Во-вторых, мелкие ячейки очень быстро забиваются.
Еще одна проблема заключается в доставке улова криля на борт. Когда полную сеть вытаскивают из воды, организмы сжимают друг друга, что приводит к большим потерям жидкости криля. Были проведены эксперименты по перекачиванию криля, находящегося в воде, через большую трубку на борту. В настоящее время также разрабатываются специальные сети для криля. Переработка криля должна быть очень быстрой, так как улов ухудшается в течение нескольких часов. Высокое содержание белка и витаминов делает криль вполне подходящим как для непосредственного употребления в пищу человеком, так и для производства кормов для животных.
Несмотря на отсутствие знаний обо всей антарктической экосистеме, уже проводятся крупномасштабные эксперименты с крилем для увеличения связывания углерода : на обширных территориях Южного океана есть много питательных веществ, но все же фитопланктон мало растет. Эти области называются HNLC (высокое содержание питательных веществ, низкое содержание хлорофилла). Это явление называется антарктическим парадоксом и возникает из-за отсутствия железа. Относительно небольшие инъекции железа из исследовательских сосудов вызывают очень большие цветы, охватывающие многие мили. Есть надежда, что такие крупномасштабные учения приведут к сокращению двуокиси углерода в качестве компенсации за сжигание ископаемого топлива.
Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 3 сентября 2005 г. и не отражает последующих правок. ()
СМИ, связанные с Euphausia superba на Wikimedia Commons
Данные, относящиеся к Euphausia superba в Wikispecies