Emiliania huxleyi | |
---|---|
Сканирующая электронная микрофотография одной клетки Emiliania huxleyi. | |
Научная классификация | |
Домен: | Eukaryota |
(без рейтинга): | Haptophyta |
Класс: | Prymnesiophyceae |
Порядок: | Isochrysidales |
Семья: | Noelaerhabdaceae |
Род: | Emiliania |
Виды: | E. huxleyi |
биномиальное имя | |
Emiliania huxleyi . (Lohm.) Hay and Mohler |
Emiliania huxleyi - виды кокколитофорид, встречающиеся почти во всех океанских экосистемах от экватора до субполярных регионов и от богатых питательными веществами зон апвеллинга до бедных питательными веществами олиготрофных вод. Это один из тысяч различных фотосинтетических планктонов, которые свободно дрейфуют в эвфотической зоне океана, составляя основу практически всех морских пищевых сетей. Он изучен на предмет обширного цветения, который он формирует в водах, обедненных питательными веществами, после реформирования летнего термоклина. Как и другие кокколитофориды, E. huxleyi представляет собой одноклеточный фитопланктон, покрытый дисками кальцита с уникальным орнаментом, которые называются кокколитами. Отдельные кокколиты многочисленны в морских отложениях, хотя полные коккосферы более необычны. В случае E. huxleyi в отложениях может быть зафиксирована 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 того, как другие мягкие части организмов разложились. Алкеноны чаще всего используются геологами как средство для оценки прошлых температур поверхности моря.
Эмилиания Хаксли была названа в честь Томаса Хаксли и Чезаре Эмилиани, которые первыми исследовали донные отложения и обнаружили в них кокколиты. Считается, что он произошел приблизительно 270 000 лет назад от более древнего рода Gephyrocapsa Kampter и стал доминирующим в планктонных сообществах и, следовательно, в летописи окаменелостей приблизительно 70 000 лет назад. Это самый многочисленный и широко распространенный вид кокколитофорид. Вид разделен на семь морфологических форм, называемых морфотипами, на основании различий в структуре кокколитов (см. Nannotax для более подробной информации 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 сбросом кокколитов, делают цветение E. huxleyi хорошо видимым из космоса. Спутниковые изображения показывают, что цветение может охватывать области более 10 000 км , с дополнительными измерениями на борту судна, указывающими на то, что E. huxleyi явно доминирующими видами фитопланктона в этих условиях. Этот вид послужил источником вдохновения для Джеймса Лавлока гипотезы Гайи, которая утверждает, что живые организмы коллективно саморегулируют биогеохимию и климат в неслучайных метастабильных состояниях.
Emiliania huxleyi считается широко распространенным видом. Он демонстрирует один из самых высоких температурных диапазонов (1-30 ° C) среди всех видов кокколитофорид. Он наблюдался при различных уровнях содержания питательных веществ от олиготрофных (субтропические круговороты ) до эвтрофных вод (зоны апвеллинга / норвежские фьорды). Его присутствие в планктонных сообществах от поверхности до глубины 200 м указывает на высокую устойчивость как к колебаниям, так и к условиям низкой освещенности. Считается, что такая чрезвычайно широкая толерантность к условиям окружающей среды объясняется существованием ряда экологически адаптированных экотипов внутри вида. В результате этих допусков его распространение варьируется от субарктического до субантарктического и от прибрежных до океанических местообитаний. В пределах этого диапазона он присутствует почти во всех пробах воды эвфотической зоны и составляет 20-50% или более от всего сообщества кокколитофорид.
Во время массового цветения (которое может охватывать более 100 000 квадратных километров) E. huxleyi Концентрация клеток может превышать количество всех других видов в регионе вместе взятых, составляя 75% или более от общего количества фотосинтетического планктона в этом районе. Цветение E. huxleyi на региональном уровне является важным источником карбоната кальция и диметилсульфида, массовое производство которых может оказать значительное влияние не только на свойства поверхностного смешанного слоя, но также и о глобальном климате. 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. Это цветение преобладает в норвежских фьордах, заставляя спутники улавливать «белые воды», что описывает отражательную способность цветов, улавливаемых спутниками. Это связано с массой кокколитов, отражающих падающий солнечный свет обратно из воды, что позволяет мельчайших деталях определить степень цветения E. huxleyi.
Обширное цветение E. huxleyi может иметь видимое влияние на морское альбедо. В то время как многократное рассеяние может увеличить путь света на единицу глубины, увеличивая поглощение и нагрев водяного столба солнечным светом, E. huxleyi вдохновил предложения, поскольку пузырьки воздуха микронного размера являются зеркальными отражателями и, в отличие от E. huxleyi, имеют тенденцию к отражению. понизить 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.
Как и в случае со всем фитопланктоном, первичная продукция E. huxleyi посредством фотосинтеза - это сток двуокиси углерода. Однако образование кокколитов путем кальцификации является источником CO 2. Это означает, что кокколитофориды, включая E. huxleyi, потенциально могут действовать как чистый источник CO 2 из океана. Являются ли они чистым источником или поглотителем и как они будут реагировать на закисление океана, пока не совсем понятно.
Рассеяние, стимулированное цветением E. huxleyi, не только заставляет больше тепла и света возвращаться в атмосферу, чем обычно, но также вызывает выделение большего количества оставшегося тепла. в ловушке ближе к поверхности океана. Это проблематично, потому что именно поверхностная вода обменивается теплом с атмосферой, а цветение E. huxleyi 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.
Изображение со спутника Landsat цветения E. huxleyi в 1999 г. в Ла-Манше.
Э. huxleyi цветут в Баренцевом море.