Biologia Morza Głębokiego – Dive & Discover
By Rhian Waller and Tim Shank
Światowe oceany mają z grubsza 300 razy więcej powierzchni do wspierania życia an do światowych kontynentów. Ponieważ ponad 75% głębokości oceanu leży poniżej 1000 metrów, głębiny oceaniczne są stosunkowo niezbadane i do niedawna niedostępne. Badając podmorskie zbocza wulkanów Galapagos, widzimy życie, którego nikt wcześniej nie fotografował. Stworzenia, które żyją na tych głębokościach, przystosowały się do sposobu życia w jednym z najbardziej wymagających środowisk na świecie.
Physophora hydrostatica. Syfonofor, zwierzęta te składają się z wielu jednostek, z których każda jest wyspecjalizowana w danej funkcji, takiej jak pływanie, odżywianie lub rozmnażanie. Ta „modułowa” konstrukcja pozwala niektórym siphonophores rosnąć bardzo duże, ponad 100 stóp w głębokim oceanie. Chociaż większość siphonophores żyć pod powierzchnią, portugalski Man o’War jest jeden, że spoczywa na powierzchni, zawieszone przez gaz wypełniony float.
Głębie morskie jest zdefiniowany jako część oceanu poniżej 200 metrów głębokości. To środowisko jest uważane za niezwykle surowe z temperaturami poniżej 5 stopni Celsjusza, ekstremalne ciśnienie (2000 metrów równa się około 200 razy ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza), i nie ma światła słonecznego. Zwierzęta głębinowe musiały ewoluować, często poprzez niezwykłe i unikalne adaptacje, aby żyć, rozmnażać się i rozwijać się w tych unikalnych warunkach.
Do końca XIX wieku wielu ludzi uważało, że wielkie głębiny oceanu są zbyt surowe, aby wspierać życie. W związku z tym, był on w dużej mierze niezbadany. Począwszy od początku XIX wieku europejscy naukowcy zaczęli badać głębiny północnego Atlantyku, by sprawdzić, czy uda im się znaleźć życie w głębinach morskich. Na podstawie wstępnych próbek, które sugerowały, że w głębinach oceanu żyją zwierzęta, zamówiono statek H.M.S. Challenger na wyprawę dookoła świata, która trwała od 1872 do 1876 roku. Udało jej się znaleźć różnorodne życie zwierzęce do głębokości 5500 metrów, a także dokonać innych ważnych odkryć. Prawie sto lat później, eksploracja głębinowa podczas duńskiej ekspedycji Galathea odzyskała zwierzęta z Rowu Filipińskiego, na głębokości 10 190 metrów.
Wiemy, że życie może istnieć na największych głębokościach w oceanie, ale jak te zwierzęta przystosowały się do tych ekstremalnych środowisk?
Zwierzęta głębinowe wykształciły sposoby na obejście problemów związanych z życiem poniżej 2000 m.
Zważywszy na brak światła słonecznego na dużych głębokościach oceanu, jak zwierzęta głębinowe odnajdują się nawzajem w ciemności?
Brak światła słonecznego doprowadził do unikalnych przystosowań wizualnych i chemicznych. Wiele ryb ma zdolność do wytwarzania światła chemicznego, zjawiska zwanego bioluminescencją poprzez utlenianie związków organicznych.
Wiele teorii na temat celu bioluminescencji zostało wysuniętych, ale nadal nie jest ona w pełni zrozumiała. Naukowcy uważają, że światło może pomóc gatunkom komunikować się, przyciągać partnera lub ofiarę, lub odstraszać drapieżniki. Wiele organizmów głębinowych rozwinęło bardzo duże, szczątkowe oczy, aby zmaksymalizować ich zdolność do widzenia tego chemicznego światła, jak niektóre z krewetek zebranych w naszych pogłębiarkach skalnych.
Niektóre zwierzęta rozwinęły unikalne sposoby łapania swoich ofiar. Ryba Tripod, Bathypterois, rozwinęła duże promienie płetw w swoich ogonach. To pozwala jej stać na piaszczystym dnie morza, z wyciągniętymi płetwami piersiowymi, które przypominają anteny. Płetwy piersiowe pomagają tym rybom głębinowym odczuwać wibracje w wodzie i w ten sposób wyczuć swoją ofiarę, gdy się zbliża.
Ogromne ciśnienie na głębokościach poniżej 2000 metrów może zmiażdżyć przestrzenie powietrzne w człowieku. Dlatego statki podwodne takie jak Alvin mają grubą tytanową kulę ciśnieniową, w której siedzą pilot i obserwatorzy – dzięki temu nie czują ton ciśnienia, gdy schodzą w głąb oceanu.
Większość organizmów podwodnych nie ma żadnych przestrzeni powietrznych. Są one zbudowane z całkowicie płynnego lub stałego materiału, więc nie są dotknięte przez ciśnienie w tych przestrzeniach. Jednak to stanowi problem dla zwierząt, które poruszają się w kolumnie wody, jak zwierzę może zejść do 2000 metrów i wrócić do 1000 metrów, lub powierzchni oceanu, bez grawitacji czyni je zbyt ciężkie, aby pływać w górę?
Wieloryby nurkują rutynowo do bardzo dużych głębokości. Robią to, biorąc wielkie łyki powietrza przez ich otwory cios, gdy są na powierzchni. To powietrze przemieszcza się do płuc, ale jak wieloryb nurkuje głębiej ciśnienie zmusza powietrze do specjalnych zatok wypełnionych olejami tłuszczowymi. Powietrze miesza się z tymi olejami tworząc emulsję, tak że nie może być crushed.
Rekiny i płaszczki są neutralnie pływalne, ponieważ mają duże tłuste wątroby (które unoszą się na wodzie) i miękkie wodniste ciało (które toną). Niektóre ryby kostnoszkieletowe mają pęcherze pławne. Są to jamy gazowe, które stale mają gaz wpompowywany lub wypompowywany, gdy ryba porusza się w górę i w dół w słupie wody. Oznacza to, że mogą one uczynić swoje ciało cięższym, jeśli chcą płynąć w dół, lub lżejszym, jeśli chcą płynąć w górę. U głębinowego gatunku Coryphaenoides, ryby z rodziny buławikowatych, występuje zarówno duży pęcherz pławny, jak i duża tłusta wątroba. To czyni je szczególnie dobrymi w przechodzeniu między różnymi głębokościami.
Brak pożywienia może być dużym problemem dla zwierząt żyjących w głębinach. W wodach powierzchniowych, rośliny morskie zwane fitoplanktonem wykorzystują światło słoneczne do wzrostu poprzez fotosyntezę. Jest to podstawowe źródło pożywienia dla wielu zwierząt, które żyją na powierzchni lub w jej pobliżu. Gdy plankton obumiera, tonie i staje się pożywieniem dla zwierząt żyjących głębiej w słupie wody. Zaledwie 1% tego pożywienia opada do głębokości 1000 metrów. To dlatego, że liczba zwierząt, które żyją w wodach powierzchniowych jest wysoka, a więc wiele z żywności jest zużywana, zanim ma szansę zatopić się w głębinach oceanu.
Wiele organizmów to padlinożercy. Wykorzystują one skromne zasoby, które docierają do tych głębin, takie jak tusze wielorybów, odchody ryb i martwe powierzchniowe zakwity planktonu. Wiele bezkręgowców, takich jak amfipody, przeżywa na opadającym z powierzchni pożywieniu i z kolei staje się ofiarą innych większych gatunków.
Z każdą ekspedycją odkrywane są kolejne gatunki. Jednak wiele wielkich tajemnic nadal istnieje. Gatunki, które kiedyś uważano za wymarłe, zostały odnalezione żywe (jednym z przykładów jest ryba koelakant). Jeszcze inne gatunki nie zostały jeszcze odnalezione żywe, jak na przykład kałamarnica olbrzymia, arch. Wraz z poprawą technologii pozwoli nam to na dokładniejszą obserwację zwierząt głębinowych przez dłuższy czas i z pewnością nauczy nas jeszcze więcej o wielkich i wspaniałych przystosowaniach, które rozwinęły się w oceanach świata.
Diagram po lewej stronie pokazuje, jak ocean jest podzielony na różne kategorie głębokości. Diagram po prawej stronie pokazuje, jak głęboko różne kolory światła przenikają do oceanu. Widać, że czerwone światło nie dociera bardzo daleko, dlatego wiele zwierząt głębinowych jest czerwonych, więc są one zakamuflowane.
.