Undervandsskove overvåges "ovenfra" • Alexey Gilyarov • Videnskabsnyheder om "Elements" • Økologi, Biovidenskab

Undervandsskove styres “ovenfra”

Undervands skove nær Kanaløerne (foto fra www.sanctuaries.nos.noaa.gov)

Økosystemet af undervands skove – tykkelser af store brune alger – afhænger ikke så meget af ændringer i tilstrømningen af ​​næringsstoffer, men på virkningerne af rovdyr. Regulering "fra top til bund" (fra forbrugere til mad) og ikke "fra bund til top" (fra mad til forbrugere) er karakteristisk både for systemets lavere trofiske niveau (alger) og for niveauet af planteædende dyr, der følger efter det. Denne konklusion blev lavet af amerikanske forskere, der udforskede "undervandsskovene" i kystnære farvande på Kanaløerne nær Californien.

Enhver levende organisme, der multiplicerer, er i stand til at øge deres antal eksponentielt (eksponentielt). Men i naturen er en sådan vækst af befolkninger, hvis den opstår, meget kort. Det begynder at blive begrænset af manglen på ressourcer ("mad" i bred forstand) og ofte af rovdyr, som begynder at formere sig som reaktion på en stigning i antallet af ofre. Derfor skelner miljøhandlere mellem to metoder til begrænsning af befolkningsstørrelsen: "fra neden" (gennem mangel på mad) og "ovenfra" (ved at trykke på rovdyr). Dette rejser ofte spørgsmålet: Hvordan er denne eller denne reguleringsmetode altid forbundet med et bestemt trofisk niveau i forskellige økosystemer, eller er der andre muligheder?

Det gennemsnitlige årlige indhold af chlorophyll "a" i farvandet støder op til øerne Channelne. Det var fra sådanne satellitbilleder, at forfatterne kunne indirekte dømme tilgængeligheden af ​​ressourcer (mineralernæringselementer) af brune alger. Fig. fra den pågældende artikel Videnskab

I nogle tilfælde er svaret indlysende. Således er biomassen af ​​det første trofiske niveau (vegetation) i skove altid begrænset til "nedenunder" – fugt, lys, biogener (elementer af mineralernæring). Herbivorer tilføjer en så lille del af planteproduktionen, at de ikke kan betragtes som en seriøs kraft, der styrer skovene ovenfra. I steppes, prairier og savannas er situationen noget anderledes. Selv om de faktorer der virker "nedenunder" også er vigtige her (især på grund af manglen på fugt i steppe, vokser træerne ikke), kontrollen "ovenfra" – af plantelevende dyr – kan være meget effektiv.

Tykkelser af kæmpe brune alger Macrocystis pyrifera i Channel Islands området, hvor forskningen blev udført (foto fra www.oceanbrite.com)

I akvatiske økosystemer er situationen anderledes. I søerne og søerne er det første trofiske niveau primært repræsenteret af fytoplankton – mikroskopiske alger og cyanobakterier suspenderet i vandkolonnen.Deres tal og biomasse kan i nogle tilfælde kontrolleres af faktorer, der virker "nedenunder" og i andre – fra "over". I de store centrale områder af havet er fytoplankton meget lille netop på grund af det ekstremt lave indhold af næringsstoffer i vandet (nitrogen og fosfor i mineralformen). Derfor er producenterne begrænset her "fra bunden".

Men hvor koncentrationen af ​​disse elementer er højere, kan fytoplankton være få og endda få. Det hele afhænger af virkningen af ​​"top" – hvor intens fytoplankton zooplankton er spist. Hvis der er megen fisk fodring på zooplankton i dammen, påvirkes sidstnævntes indvirkning på fytoplankton betydeligt: ​​kontrollen "ovenfra" erstattes af kontrollen "nedenunder". Og hvis rovfisk, der angriber planktonfarende fisk, infiltrerer dette reservoir, vil der forekomme en "kaskade" -effekt – en kæde af på hinanden følgende virkninger fra det øvre trofiske niveau til den nederste, som følge af hvilket fytoplankton bliver mindre igen, da det styres af zooplankton – det vil sige "ovenfra" .

En meget speciel type akvatiske økosystemer er de såkaldte "undervandsskove", der er karakteristiske for nogle kystområder i havet.Hovedproducenterne her er ikke mikroskopiske planktonale alger, men såkaldte makrofytter: store vedhæftede brune alger (et eksempel på dette er den kendte tang – tang). De udvikler sig, hvor der er en høj koncentration af næringsstoffer, og synes at være reguleret "nedenfra", men samtidig er det kendt, at disse alger er ret sårbare, da de let konsumeres (især i de tidlige udviklingsstadier) af plantesygdomme, såsom søpindsvin og nogle muslinger.

krebs Panulirus interruptus – rovdyr, som som det viste sig, har en meget vigtig indvirkning på økosystemet i kelpskove (foto fra cripens.inp.gob.mx)

For at finde ud af, hvordan de brune alger og dyr, der er afhængige af dem, kontrolleres ("ovenfra" eller "under"), gennemførte tre specialister fra National Center for Environmental Analysis and Synthesis (Santa Barbara, Californien, USA) en særlig undersøgelse, hvis resultater blev offentliggjort i seneste nummer Videnskab. Det oprindelige materiale var resultatet af en fireårig undersøgelse af "undervandsskove" i kystområdet Kanaløerne nær Californien.Til rådighed for forfatterne var der data om antallet af 4 arter af brune alger (makrofyter), 27 oprindelige dyr og 15 arter af fisk.

Invertebrater og fisk, afhængigt af deres diæt, blev opdelt i flere grupper: plantelevende, rovdyr og separat – plankton-spiser. Hvad angår tilførslen af ​​makrofytter med biogener (en faktor der virker "nedenunder"), kunne forfatterne kun dømme om dette indirekte på basis af satellitmålinger af indholdet af chlorophyll i havområderne omkring Kanaløerne. Det blev antaget (selv om det ikke var direkte angivet i artiklen!) At denne værdi, der afspejler biomassen af ​​levende fytoplankton, ændrer sig efter ændringer i indholdet af næringsstoffer i vand – nitrogen og fosfor i den mineralske anvendelige form, og disse næringsstoffer får ikke kun mikroskopisk planktonisk alger, men også stor vedhæftede.

Bastard clam trumpeter Kelletia kelletii tæt på hans æglægning. Denne rovdyr, sammen med spiny hummer, har en betydelig indvirkning på brune alger (foto fra www.metridium.com)

For at identificere forholdet mellem kontrol "top" og "bund" anvendte forfatterne en flerdimensionel statistisk analyse, en variant baseret på multipel regression og kendt som VAD ("Variance Decomposition Analysis").Efter at have analyseret statistisk mulige afhængigheder mellem alle bestanddele i et økosystem konkluderede de, at en væsentlig del af deres variabilitet kan forklares af virkningen af ​​det øvre trofiske niveau, men ikke det nederste. Sådanne resultater blev opnået separat for makrofytter, for plantelevende dyr og for dyr, der fodrede på plankton. For alle disse grupper forklarer kontrollen "ovenfra" en større andel af befolkningsvariationen end kontrol "nedenfra", men effekten er især mærkbar på makrofytter. Af rovdyrene var den vigtigste hummer. Panulirus interruptus og snegle muslinger Kelletia kelletii. Disse dyr arbejdede både direkte på deres bytte (søpindsvin og små plantelevende bløddyr) og gennem dem på alger.

Kilde: Benjamin S. Halpern, Karl Cottenie, Bernardo R. Broitman. Stærkt skov økosystem // Videnskab. 2006. V. 312. P. 1230-1232

Se også:
E.V. Bisin. Forholdet mellem rovdyrpress og ressourcebegavelse i regulering af samfundets struktur og funktion: en gennemgang af hypoteser // Journal of General Biology. 1997. V. 58, nr. S. S. 26-45.

Alexey Gilyarov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: