Βιολογία της Βαθιάς Θάλασσας 2020 PDF

Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Θαλάσσια Οικολογία: Βιολογία της Βαθιάς Θάλασσας Στέλιος Κατσανεβάκης Μυτιλήνη 2020 Θαλάσσια Οικολογία 1 Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Περ...

Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Θαλάσσια Οικολογία: Βιολογία της Βαθιάς Θάλασσας Στέλιος Κατσανεβάκης Μυτιλήνη 2020 Θαλάσσια Οικολογία 1 Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Περίγραμμα Ζώνωση Δειγματοληψία Περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Οικολογία βενθικών βιοκοινωνιών Οικολογία μεσοπελαγικών βιοκοινωνιών Θαλάσσια Οικολογία 2 Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Ζώνωση Δύσφωτη ζώνη Βαθιά θάλασσα κατώτερο διακριτικό όριο βιολογικών υποδοχέων 2 κύριες περιοχές: βενθική - πελαγική Θαλάσσια Οικολογία 3  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Δειγματοληψία στη βαθιά θάλασσα Δειγματολήπτες βένθους Θαλάσσια Οικολογία 4  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Δειγματοληψία στη βαθιά θάλασσα Δειγματολήπτες πελαγικών οργανισμών  Μεσοπελαγικά συρόμενα δίχτυα Τηλεχειρισμός για επιλογή βάθους δειγματοληψίας Θαλάσσια Οικολογία 5  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Δειγματοληψία στη βαθιά θάλασσα Προβλήματα βαθιάς δειγματοληψίας Μακρύ καλώδιο Χρονοβόρα Μεγάλη πιθανότητα αστοχίας Ποιοτική δειγματοληψία Αργή σύρση – διαφυγή οργανισμών Θαλάσσια Οικολογία 6 Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Δειγματοληψία στη βαθιά θάλασσα Επανδρωμένα και μη υποβρύχια οχήματα Θαλάσσια Οικολογία 7  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά Φως πλήρης απουσία (εκτός μεσοπελαγικής ζώνης) απουσία φωτοσύνθεσης παραγωγή φωτός από οργανισμούς (βιοφωσφορισμός) όχι όραση – άλλες αισθήσεις Θαλάσσια Οικολογία 8  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά Πίεση 1 atm ανά 10 m βάθους η πίεση επηρεάζει τη φυσιολογία μεταβολή λειτουργικών ιδιοτήτων ενζύμων λιγότερο αποδοτικά μυϊκά ένζυμα ελάττωση ρευστότητας μεμβρανών ενσωμάτωση περισσότερων λιπιδίων Επίδραση στη σύνθεση και λειτουργία των πρωτεϊνών Αύξηση διαλυτότητας CaCO3 Θαλάσσια Οικολογία 9  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά Αλατότητα – Θερμοκρασία Εξαιρετικά σταθερές συνθήκες κατά πλάτος διατομή Ατλαντικού Θαλάσσια Οικολογία 10  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά Οξυγόνο Επάρκεια στις περισσότερες περιοχές Ζώνη ελαχίστου οξυγόνου Θαλάσσια Οικολογία 11  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά Οξυγόνο Επάρκεια στις περισσότερες περιοχές Ζώνη ελαχίστου οξυγόνου Θαλάσσια Οικολογία 12  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά Τροφή Απουσία πρωτογενούς παραγωγής (εκτός από χημειοσύνθεση) Εξάρτηση από τα ανώτερα στρώματα Θαλάσσια Οικολογία 13  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά Τροφή Απουσία πρωτογενούς παραγωγής (εκτός από χημειοσύνθεση) Εξάρτηση από τα ανώτερα στρώματα Τάφρος Φιλιππίνων – 9605m βάθος Θαλάσσια Οικολογία 14  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Χρώμα Μεσοπελαγικά Βαθυπελαγικά Ψάρια ασημόγκριζο ή σκούρο Μαύρα ή άχρωμα μαύρο Δεν έχουν αντίθετες αποχρώσεις Ασπόνδυλα Μοβ, ζωηρό κόκκινο, χωρίς χρωστική, λερωμένο πορτοκαλί λευκό Θαλάσσια Οικολογία 15  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Οφθαλμοί Μεσοπελαγικά – Κατώτερα βαθυπελαγικά ανώτερα βαθυπελαγικά Ψάρια οφθαλμοί μικροί, εκφυλισμένοι μεγάλοι οφθαλμοί ή απώντες ροδοψίνη-ραβδία Θαλάσσια Οικολογία 16  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Οφθαλμοί Μεσοπελαγικά Σωληνοειδείς οφθαλμοί – 2 αμφιβληστροειδείς Θαλάσσια Οικολογία 17  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Οφθαλμοί Μεσοπελαγικά Καλαμάρια Διμορφισμός: 1 μάτι πολύ Histioteuthidae μεγαλύτερο από το άλλο Θαλάσσια Οικολογία 18  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Λόγω έλλειψης τροφής μεγάλα στόματα μακρυά κυρτά προς τα μέσα δόντια στόμα-κρανίο αρθρώνονται «δολώματα» Θαλάσσια Οικολογία 19  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Για εύρεση συντρόφου παρασιτικά αρσενικά βιοφωτισμός χημική έλξη Θαλάσσια Οικολογία 20  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Αβυσσαίος γιγαντισμός Ιδιαιτερότητες μεταβολισμού / χαμηλοί ρυθμοί αύξησης και μεγάλος χρόνος ζωής / φυσική επιλογή Αβυσσαίος γιγαντισμός  σπάνιος Συνήθως  μικρό μέγεθος (μείωση ενεργειακών απαιτήσεων) Alicella gigantea Bathynomus giganteus Θαλάσσια Οικολογία 21  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Προσαρμογές για να μη βυθίζονται στη λάσπη Θαλάσσια Οικολογία 22  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Βιοφωσφορισμός Παραγωγή φωτός από ζωντανούς οργανισμούς Μηχανισμός: οξείδωση λουσιφερίνης λουσιφεράση Στη μεσοπελαγική ζώνη: μήκος κύματος 400-480 nm (ιώδες-κυανό) Φωτοφόρα όργανα Απλά (σειρά κυττάρων, απλό αδενικό κύπελο) Σύνθετα  φακούς, ρυθμιζόμενο διάφραγμα με χρωματοφόρα Κυρίως στη μεσοπελαγική και ανώτερη βαθυπελαγική ζώνη 70% των ειδών της μεσοπελαγικής ζώνης Θαλάσσια Οικολογία 23  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Βιοφωσφορισμός Άμυνα εξαφάνιση σιλουέτας θάμπωμα θηρευτή φωσφορίζον νέφος Θήρευση φωτεινό δόλωμα ενισχυτικά της όρασης Εξασφάλιση/επιλογή συντρόφου ειδο-ειδικά πρότυπα κατανομής φωτοφόρων Θαλάσσια Οικολογία 24  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Προσαρμογές βαθύβιων οργανισμών Βιοφωσφορισμός Πείραμα που δείχνει ότι η μεσοπελαγική γαρίδα Sergestes similis παράγει βιοφωτισμό που να ταιριάζει με την ένταση φωτισμού του φόντου Θαλάσσια Οικολογία 25  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Οικολογία βενθικών βιοκοινωνιών Σύνθεση πανίδας Αντιπροσώπευση όλων των κύριων ομάδων Καρκινοειδή 30-50%  αβυσσαία ζώνη Ατλαντικού Πολύχαιτοι 40-80% πανίδας Ατλαντικού Ολοθουροειδή, Οφιουροειδή  άφθονα Αστεροειδή, Κρινοειδή, Υαλόσπογγοι, ανεμώνες, πέννες, γοργόνια, υδρόζωα Ψάρια Χαρακτηριστικά ενδοβένθους  μικρό μέγεθος, εύθραυστα Θαλάσσια Οικολογία 26 Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Οικολογία βενθικών βιοκοινωνιών Θαλάσσια Οικολογία 27  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Οικολογία βενθικών βιοκοινωνιών ασθενής οστέωση, απούσα ή υποπλασμένη νηκτική κύστη, μικροί η υποπλασμένοι οφθαλμοί, μικρή καρδιά, συνήθως χωρίς λέπια Τυπικά βαθύβια βενθικά ψάρια Θαλάσσια Οικολογία 28  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Οικολογία βενθικών βιοκοινωνιών Τροφοληπτικοί τύποι ασπόνδυλων Κυρίως ιζηματοφάγοι (~80%) Αιωρηματοφάγοι (~7%) Σαρκοφάγοι/Παμφάγοι Κοπρονεκροφάγοι Θαλάσσια Οικολογία 29  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Οικολογία βενθικών βιοκοινωνιών Ποικιλότητα παλαιότερη αντίληψη: βιολογική έρημος >’60: περιοχή υψηλής ποικιλότητας πολλά είδη – λίγα άτομα θεωρία σταθερότητας θεωρία έκτασης ποικιλότητα ποικιλότητα Θαλάσσια Οικολογία 30  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Οικολογία βενθικών βιοκοινωνιών Πρότυπα κύκλου ζωής Λίγα αυγά, πλούσια σε λέκιθο Καθυστερημένη αναπαραγωγική ωριμότητα Αργή εμβρυϊκή ανάπτυξη Μικρό μέγεθος Χαμηλός μεταβολικός ρυθμός Αργή αύξηση Χαμηλές πυκνότητες Απουσία εποχικότητας (-εξαιρέσεις) Δύο αναπαραγωγικά πρότυπα (πρώτα στάδια στα ρηχά ή όχι) Θαλάσσια Οικολογία 31  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων 1976 Woods-Hole expedition – ρήγμα νησιών Γκαλάπαγκος Θεαματική αφθονία ζώων Θαλάσσια Οικολογία 32  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων 1977 Woods-Hole expedition – ρήγμα νησιών Γκαλάπαγκος Θεαματική αφθονία ζώων Θαλάσσια Οικολογία 33 Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων Παγκόσμια κατανομή υδροθερμικών πιδάκων Θαλάσσια Οικολογία 34  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων Πρωτογενής παραγωγή  χημειοσύνθεση Θειοβακτήρια (χημειολιθοαυτότροφα) CO2+4H2S+O2 [CH2O]+4S+3H2O Θαλάσσια Οικολογία 35  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων Παράδειγμα συμβίωσης: Riftia pachyptila - θειοβακτήρια Θαλάσσια Οικολογία 36  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων: Δίθυρα ασυνήθιστα μεγάλο μέγεθος διηθηματοφαγία, συμβιωτικά θειοβακτήρια Θαλάσσια Οικολογία 37  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων: Καρκινοειδή 38  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων: ψάρια - χταπόδια Θαλάσσια Οικολογία 39  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων Θαλάσσια Οικολογία 40  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Βιοκοινωνίες υδροθερμικών πιδάκων Τροφικό πλέγμα Θαλάσσια Οικολογία 41  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Άλλες περιπτώσεις χημειοαυτότροφων βιοκοινωνιών Ψυχρές αναβλύσεις Θαλάσσια Οικολογία 42  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Άλλες περιπτώσεις χημειοαυτότροφων βιοκοινωνιών Πτώματα φαλαινών σε βαθιά νερά Θαλάσσια Οικολογία 43  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Οικολογία μεσοπελαγικών βιοκοινωνιών Λιγότερο γνωστή σε σχέση με τις βενθικές βιοκοινωνίες Βαθιά στρώματα σκεδασμού Θαλάσσια Οικολογία 44  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Οικολογία μεσοπελαγικών βιοκοινωνιών Σύνθεση ειδών (Ειρηνικός, έως 1000m βάθος) Ψάρια: 20-45% Γαρίδες: 15-25% Ευφαυσεώδη: 35-50% Myctophidae Euphausia pacifica Sergestes sp. Θαλάσσια Οικολογία 45  Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Οικολογία μεσοπελαγικών βιοκοινωνιών Τροφή – πρόσληψη τροφής δεν υπάρχει εξειδίκευση ευκαιριακοί θηρευτές-παμφάγοι επιλεκτικότητα λόγω ζώνωσης/μεταναστεύσεων Πρότυπα κύκλου ζωής βραχύβια ζώα ψάρια: 2-4 χρόνια (ωρίμανση: 1-3 χρόνια) γαρίδες: 1-3 χρόνια (ωρίμανση: 1-2 χρόνια) εποχικότητα Θαλάσσια Οικολογία 46 Πανεπιστήμιο Αιγαίου – Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Θαλάσσια Οικολογία: Βιολογία της Βαθιάς Θάλασσας Στέλιος Κατσανεβάκης Μυτιλήνη 2020 Θαλάσσια Οικολογία 47