Антарктический криль

Антарктический криль
Антарктический криль (Euphausia superba)

Антарктический криль ( Euphausia superba )

Систематика
Подстебель : Ракообразные (Crustacea)
Класс : Высшие крабы (Malacostraca)
Заказ : Креветка светлая (Euphausiacea)
Семья : Euphausiidae
Жанр : Евфаузия
Тип : Антарктический криль
Научное название
Euphausia superba
Дана , 1850 г.

Антарктический криль ( Euphausia Суперб ) является видом из ракообразных из семьи Euphausiidae , что живет в Южном океане в водах вокруг Антарктиды . Как и другие виды, известные как криль , Euphausia superba - одно из креветкообразных беспозвоночных , обитающих большими стаями . Такой рой может содержать от 10 000 до 30 000 особей на кубический метр воды. Ракообразные питаются фитопланктоном , который накапливает субстанцию ​​своего тела с помощью фотосинтеза из углекислого газа и питательных веществ; они используют первичную продукцию фитопланктона, чтобы вести свой пелагический образ жизни в открытом океане . Антарктический криль является источником пищи для всех крупных животных Антарктики и является ключевым видом антарктической экосистемы. Учитывая его биомассу около 500 миллионов тонн , этот вид, вероятно, является самым успешным видом животных в мире.

Длина тела антарктического криля не превышает шести сантиметров. Животные весят до двух граммов и могут достигать возраста шести лет.

Систематика

Все представители отряда Euphausiacea - креветкообразные ракообразные, происходящие от Eucarida . В них грудные пластины или торакомеры соединены с панцирем . Из-за небольшой длины этих торакомеров жабры видны снаружи. Передовые пары ног ( грудные ноги ) образуют с ними не ртом части в виде Maxillipoden , как и другой высшей ракообразные , такие как декапод случай (Оесаройа).

развитие

Яйца откладываются у поверхности и начинают тонуть. В открытом океане они тонут около десяти дней. Науплиус вылупляется на глубине около 3000 метров.

Основной сезон нереста антарктического криля длится с января по март, икра откладывается как на континентальном шельфе, так и в поверхностных водах глубоководных районов океана . Как и у всех видов криля, самец прикрепляет пакет со спермой к половому отверстию самки. Для этого первые ножки брюшка - плеоподы - превращаются в органы спаривания. Самки за один раз откладывают 6000–10 000 яйцеклеток, каждая размером 0,6 мм, которые оплодотворяются по мере прохождения пакета спермы .

Согласно гипотезе британского исследователя Марра, которую он выдвинул на основе результатов исследовательской поездки известного Discovery , развитие яиц происходит в следующие этапы: Эмбриональное развитие , особенно гаструляция , происходит во время погружения яиц на антарктическое морское дно в 2000–2004 годах. Глубина 3000 метров. Как только из яйца вылупляется личинка, типичный науплиус, он начинает подниматься на поверхность воды ( подъем развития ).

Как и первая стадия науплиуса , следующие две личиночные стадии, известные как второй науплиус и метанауплиус , питаются исключительно своими запасами желтка и не потребляют никакой другой пищи. Примерно через три недели криль снова достигнет поверхностных вод, и личинка вырастет на следующих личиночных стадиях. Эти разные стадии характеризуются, прежде всего, увеличением числа ног, а также развитием сложных глаз и щетины. При длине тела около 15 миллиметров молодые крабы имеют такой же габитус, как и их родители, но продолжают расти и достигают половой зрелости через два или три года. С каждым всплеском роста происходит линька , которая происходит примерно каждые 13-20 дней и во время которой обновляется вся хитиновая оболочка .

питание

Голова антарктического криля. Узнаваемым является светящийся орган на стволе глаза и нерв в датчиках , желудок и фильтрующая сетка торакопод с крючками на концах.

Кишечник криля часто можно распознать через прозрачную кожицу как зеленую полупрозрачную структуру. Это покажет , что криль в основном из зеленых, фотосинтетического работать диатомовый кормили, подобран устройством фильтра (см ниже). Оболочки диатомовых водорослей раздавливаются в желудке, а затем водоросли перевариваются в гепатопанкреасе .

Помимо этих водорослей, ловится криль и зоопланктон в виде хмеля Linge (веслоногие раки) и амфипод (амфиподы). Кишечник образует прямую трубку, и пищеварение относительно неэффективно, а это означает, что экскременты все еще содержат большое количество непереваренной пищи. В аквариуме также было замечено, что крабы криля также поедают своих сородичей, когда им не хватает пищи ( каннибализм ).

Изображение сложного глаза на электронном микроскопе - глаза живых животных глубокого черного цвета

Если еды не хватает, крабы съеживаются и продолжают регулярно сбрасывать кожу. Эта реакция уникальна для животных размером с криль и рассматривается как адаптация к сезонной нехватке пищи антарктической зимой, когда нет света для фотосинтеза. Однако сложные глаза остаются неизменными, поэтому соотношение диаметра глаз к высоте крабов является хорошим показателем продолжительности диеты.

Фильтр

Криль при фильтрации при высокой концентрации планктона. См. Также замедленный фильм (300 кадров / сек; 490 кБ).

Антарктический криль может использовать мелкие планктонные клетки антарктических вод, которые ни один другой высший организм не может использовать в пищу. Это происходит благодаря фильтрующему механизму, для которого используются передние ноги особой конструкции: шесть торакопод образуют сборную корзину, с помощью которой планктон поднимается из воды. Эта корзина закрывается настолько плотно, что между ножками и прикрепленными к ним щетинками остаются зазоры не более одного микрометра. Когда концентрация корма низкая, сборная корзина открывается, проталкивается через воду на полметра, и прилипшие водоросли переносятся в рот через специальное устройство из щетинок гребня на внутренней стороне ног.

Ледяные ивы

Антарктический криль поедает ледяные водоросли . Ледяная поверхность слева окрашена в зеленый цвет. Этот снимок был сделан с помощью ROV .

Антарктический криль может пастись на зеленой лужайке из ледяных водорослей, которая растет на нижней стороне пакового льда . На картинке напротив изображен такой пасущийся рой. У животных есть особые щетинки на концах торакопод, которые могут соскребать со льда водоросли, как грабли . Крилевый краб может пасти площадь в один квадратный метр всего за десять минут. Информация о том, что лужайка с водорослями образуется на больших площадях подо льдом, все еще относительно нова. Этот газон часто содержит больше пригодной для употребления пищи, чем вся открытая вода под ним. Это важный источник питания криля, особенно весной.

«Биологический насос» и фиксация углерода

Изображение на месте, записанное с помощью ecoSCOPE . Справа внизу виден зеленый слюнный шар, слева внизу - зеленая нить кала.

Во время еды криль иногда выплевывает скопления тысяч водорослей в форме слюнного шара, и его выделения также содержат значительную долю непереваренных водорослей в панцирях съеденных диатомовых водорослей. Оба относительно тяжелые и, соответственно, опускаются на большую глубину. Он известен как морской снег или также как «биологический насос», с помощью которого большое количество углерода оседает на глубину от 2000 до 4000 метров и может храниться там более 1000 лет , будучи связанным резервуаром углерода .

Часть углерода улавливается и поглощается другими организмами в верхних слоях воды, так что он остается здесь. Считается, что это один из крупнейших процессов биологической обратной связи на Земле, поскольку крабы представляют собой гигантскую биомассу и, соответственно, производят много углеродных остатков. Исследования по этому поводу еще не продвинулись очень далеко.

Биологические свойства

Биолюминесценция

Изменение цвета воды биолюминесцентными крилевыми крабами

Крабы-криль часто называют светящимися креветками, потому что они способны излучать свет с помощью специальных органов, таких как биолюминесценция . Эти органы находятся в разных частях тела. На глазных стеблях есть пара световых ямок, еще пары на тазобедренных суставах ( тазики ) второго и седьмого торакопод и отдельные органы на четырех стернитах брюшка ( плеон ). Светящиеся органы излучают синий свет (около 490 нм), возможно, в виде периодических вспышек света.

По строению световые органы сравнимы с фонариком . У них есть вогнутый отражатель в световой яме и линза , закрывающая яму. С помощью мускулов можно двигать весь орган. Функция света еще полностью не выяснена. Существует гипотеза, согласно которой свечение должно компенсировать тень животных, чтобы хищники не могли их легко распознать. Другое предположение заключается в том, что светящиеся органы играют важную роль в поиске партнера и формировании роя ночью.

Светящиеся органы содержат несколько фотоактивных веществ, основное вещество имеет максимальную флуоресценцию с возбуждением 355 нм и испусканием 510 нм.

Побег реакция

Побег реакция

Крабы криля имеют очень специфическую форму реакции полета, чтобы убежать от хищников. В этом случае вы очень быстро плывете назад и получаете необходимый толчок ударными движениями тельсона . Эту форму плавания часто называют «омаром», потому что ее используют и другие виды рака. Таким образом, крилевые крабы могут развивать скорость до 60 сантиметров в секунду. Время реакции на оптический раздражитель составляет 55 миллисекунд, и это очень быстрая реакция, особенно для холодной воды.

Географическое распределение

Распределение криля на карте NASA / SeaWIFS - основные концентрации обнаружены в Шотландском море и на Антарктическом полуострове.

Антарктический криль населяет поверхностные воды Южного океана . Он имеет циркумполярное распространение с основной концентрацией в районе Атлантического моря.

Северная граница Южного океана проходит вдоль Антарктической конвергенции , то есть области, в которой холодная вода Антарктики смешивается с более теплой водой Атлантического, Тихого и Индийского океанов . Эта граница проходит примерно по 55-му градусу южной широты. Соответственно, Южный океан простирается от этой границы до антарктического континента на площади около 32 миллионов квадратных километров. Зимой около трех четвертей этой водной поверхности покрыто льдом, летом же около 24 миллионов квадратных километров свободны ото льда. Температура воды колеблется от -1,3 до 3 градусов Цельсия.

Южный океан представляет собой сложную систему течений. При западных ветрах поверхностные течения вокруг Антарктики дрейфуют на восток. Вблизи суши ветровое течение движется в обратном направлении по часовой стрелке. В пограничной зоне двух рек образуются большие водовороты, известные как мертвая вода , например, в море Уэдделла . В школах криля дрейфа с этими токами и , таким образом , образуют единую популяцию , которая включает в себя весь Антарктический континент. По всей области идет непрерывный поток генов. Мало что известно о точных маршрутах миграции, так как отдельные крилевые крабы до сих пор не могли быть отмечены для телеметрических исследований на больших расстояниях. Поэтому пока невозможно отслеживать подробные схемы движения.

Положение в антарктической экосистеме

Антарктический криль - это вид, который играет ключевую роль в антарктической экосистеме. Это основной источник пищи для всех китов , тюленей , пингвинов и других морских птиц, а также для большинства рыб Антарктики. Виды тюленей, известные как крабоеды, даже развили специальные зубы для адаптации к рациону криля, которые благодаря своей структуре позволяют им отсеивать криль из воды. Это тюлени, специализирующиеся на источниках пищи. 98 процентов их рациона состоит из антарктического криля, которого они потребляют около 63 миллионов тонн в год. Таким образом, до 130 миллионов тонн криля ежегодно потребляется тюленями, 43 миллиона тонн китами, от 15 до 20 миллионов тонн птицами, до 100 миллионов тонн кальмарами и до 20 миллионов тонн рыбой.

Разница в размерах между крилем и его кормом (водорослями размером около 20 микрометров), а также между крилем и его охотниками, в том числе синим китом , самым крупным живым животным из всех, очень велика. Эти отношения уникальны в мире. В Северной Атлантике доминирующим видом криля является Meganyctiphanes norvegica , в северной части Тихого океана - Euphausia pacifica .

Биомасса и производство

Общая биомасса антарктического криля оценивается от 125 до 725 миллионов тонн. Это отличает E. superba как наиболее успешный вид животных в мире. Следует отметить, что некоторые биологи спорят о том, обеспечивают ли муравьи наибольшую биомассу из всех животных, видимых невооруженным глазом . Однако в эту группу входит более 10 000 видов . То же касается и веслоногих ракообразных, включая виды (Copepoda), которых тоже сотни. Для сравнения: годовой улов всей рыбы и других морских животных в настоящее время составляет около 100 миллионов тонн, тогда как оценки годового производства биомассы криля колеблются от 13 миллионов до нескольких миллиардов тонн.

Причина таких огромных темпов воспроизводства заключается в том, что воды вокруг антарктического шельфового ледника представляют собой одну из самых больших, если не самую большую, зон концентрации планктона. Поскольку из-за апвеллинга здесь возникают глубокие течения , этот район снабжен таким огромным количеством питательных веществ, которых нет ни в одной другой морской зоне. Соответственно, вода насыщена фитопланктоном.

Обычно первичная продукция , то есть преобразование солнечного света и питательных веществ в пригодные для использования высокоэнергетические углеродные соединения, в океане составляет от одного до двух граммов на квадратный метр в год. В районе антарктических льдов он увеличивается до значений до 30 граммов на квадратный метр в год. По сравнению с другими высокопродуктивными морскими регионами, такими как Северное море , это число не так уж велико, но по сравнению с огромной площадью оно гигантское, даже по сравнению с тропическими лесами , которые также имеют большое количество биомассы и годовой первичной продукции. А еще есть долгие солнечные дни антарктического лета.

Температура и площадь пакового льда (на основе данных Loeb et al. 1997). Масштаб льда (справа) перевернут, чтобы прояснить корреляцию . Горизонтальная линия - точка замерзания . Наклонная линия - средняя температура, в 1995 году она достигла точки замерзания.

рыбалка

Годовой улов E. superba по данным ФАО

Доля вылова антарктического криля составляет более 230 000 тонн в год (по состоянию на 2013 год, ФАО ). Основные страны-ловцы - Япония и Польша . В Японии продукты из криля считаются деликатесом, в других регионах мира криль в основном используется в качестве корма для животных или наживки для рыбы. Промысел криля проблематичен по двум основным причинам:

Прежде всего, сетка должна быть очень мелкоячеистой, что придает ей очень высокое сопротивление в воде. Это создает волну, которая отклоняет крабов в сторону. Кроме того, особенно тонкие сети очень чувствительны. Поэтому первые разработанные крилевые сети были порваны при использовании.

Вторая проблема - перетаскивание сети. Когда сеть наполняется и вытаскивается из воды, рачки давят друг друга за счет массы и основная часть мяса выдавливается. В экспериментах криль закачивался по трубам на борту; также развиваются специальные сети. Обработку нужно проводить очень быстро, так как животные автолизируются в течение нескольких часов . Для этого мускулистые хвосты обычно отделяют от переднего тела и освобождают от хитиновой оболочки, после чего замораживают или растирают в порошок. Продукты, изготовленные из криля, содержат высокие концентрации белков и витаминов , что делает их ценными для употребления и кормления.

Глобальное потепление и закисление океанов

Есть опасения, что глобальное потепление может иметь разрушительные последствия для запасов антарктического криля. Исследования показывают, что сокращение площади антарктического морского льда приводит к сокращению популяций криля, поскольку зимой от ледяных водорослей зависят, в частности, личинки и молодняк животных. Также существует озабоченность по поводу воздействия высоких уровней углекислого газа в Антарктическом океане и связанного с этим подкисления океанов. Поскольку хитиновая оболочка криля состоит в основном из кальциевых компонентов, он очень чувствителен к кислотам. Эксперименты показали, что молодые животные больше не могут вылупляться при очень высоких концентрациях CO 2 . Даже при умеренном повышении углекислого газа у них обнаруживаются проблемы с развитием. Поскольку криль играет центральную роль в экосистеме Антарктики, даже умеренное сокращение популяции может иметь очень далеко идущие последствия для глобальной экосистемы.

Видение будущего и «океанотехника»

Несмотря на очень мало знаний обо всей антарктической экосистеме, было начато несколько долгосрочных исследований криля для увеличения связывания углерода . В обширных районах Южного океана содержится огромное количество питательных веществ. Даже в этом случае рост фитопланктона здесь невелик. Эти области известны как HNLC ( высокое содержание питательных веществ, низкое содержание хлорофилла ), а само явление называется антарктическим парадоксом . Основная причина - нехватка ионов железа . Относительно небольшое количество железа с исследовательских судов может привести к цветению водорослей в этих областях . Одно из видений будущего заключается в том, что достаточное количество железа в этих областях может привести к увеличению количества углекислого газа, связанного с сжиганием ископаемого топлива . Что касается опускания этого связанного углерода на морское дно, крилевые крабы играют ключевую роль в образовании слюнных шариков и фекальных нитей .

Крилевое масло

Масло криля добывается из антарктического криля и используется в исследованиях в области альтернативной медицины .

литература

веб ссылки

Commons : Antarctic Krill  - Коллекция изображений, видео и аудио файлов

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ Выступление Krill vs. Сальпы выдерживать в тепле Южного океана (ПЕКРИС). В: uol.de . Проверено 21 ноября 2019 года .
  2. ↑ Коринна Дам-Брей: Как изменение климата влияет на антарктический криль? В: idw-online.de . 20 ноября 2019, доступ к 21 ноября 2019 .
  3. ↑ Ангус Аткинсон, Фолькер Сигел, Евгений Пахомов и Питер Ротери: Долгосрочное сокращение запасов криля и увеличение сальп в Южном океане . В кн . : Природа . 432, 2004, с. 100-103. DOI : 10,1038 / природа02996 .
  4. ↑ Так Кавагути, Харуко Курихара, Роберт Кинг, Лилиан Хейл, Томас Берли, Джеймс П. Робинсон, Акио Исида, Масахиде Вакита, Патти Вирчу, Стивен Николь и Ацуши Ишимацу: Будет ли криль хорошо себя чувствовать в условиях закисления Южного океана? . В кн . : Письма о биологии . 7, No. 2, 2011, pp. 288-291. DOI : 10.1098 / rsbl.2010.0777 .
Эта статья была добавлена в список отличных статей 29 июля 2005 года в этой версии .