При какой температуре воды живут кораллы
Все герматипные кораллы теплолюбивы. Самая низкая температура, при которой они способны существовать, равна 18°С, но половое размножение в этих условиях становится уже невозможным, а вегетативное размножение (выпочковывание новых полипов) и рост крайне замедляются. При опускании температуры воды ниже 18°С рифообразующие кораллы погибают. Так как возникновение новых колоний возможно только в результате оседания плавающих личинок (планул), развивающихся из оплодотворенных яиц, распространение всех коралловых рифов практически ограничено теми районами океана, где температура воды никогда не опускается ниже 20,5°С. По-видимому, 20,5°С соответствуют нижнему температурному пределу, при котором еще возможны процессы овогенеза и сперматогенеза, т.е. развития половых продуктов у герматипных кораллов.
Верхний предел температуры для кораллов несколько превышает 30°С. Температура воды у поверхности в приэкваториальных районах может достигать 28-30°С, причем именно в этом регионе коралловые рифы отличаются наибольшим разнообразием форм и густотой их разрастаний. При дневных отливах в ваннах, лагунах и других обмелевших участках со слабым водообменом (или его временным отсутствием) температура воды поднимается еще на 2-5°С. Однако в этих частях рифа наблюдается обеднение качественного и количественного состава герматипных кораллов.
Тем не менее, некоторые их виды способны вынести непродолжительное пребывание на осушке. В таком случае они подвергаются не только действию прямых солнечных лучей, приводящему к дополнительному перегреву, но и известному обезвоживанию тканей в результате испарения части воды. При этом, конечно, затрудняется и процесс их дыхания. Трудно указать, какой именно из перечисленных факторов оказывает свое лимитирующее воздействие, но так или иначе на осушке способно обитать лишь несколько наиболее стойких видов, часть которых имеет выраженные морфологические приспособлениедля противодействия высыханию.
Встречающиеся на осушеной зоне массивные кораллы желтый порит, фавитес и другие хотя и относятся к разным семействам, но обладают одной общей особенностью: их полипы могут глубоко втягиваться внутрь колонии и потому хорошо переносят непродолжительное обсыхание.
Несколько необычно приспособились переносить период обсыхания турбинарии. Колония турбинарий, поселившаяся на литорали, приобретает форму глубокого бокала или чаши. Все полипы такой колонии обращены внутрь полости, в которой при отливе сохраняется вода. Турбинарии того же вида, поселяясь на сублиторали, т. е. там, где им не грозит обсыхание, имеют плоскую лепешковидную или даже несколько выпуклую форму.
Годовые колебания температуры воды у поверхности в тропической зоне океана очень незначительны. В приэкваториальной части они составляют всего 1-2°С, а на широте тропиков не превышают 6°С. С глубиной температура воды здесь падает примерно 1°С через каждые 25 м. Следовательно, на глубине 75 м она лишь на 3°С ниже, чем у поверхности. Отсюда можно сделать вывод, что нижняя граница вертикального распределения герматипных кораллов (50-75м) обусловлена не температурными показателями. Таким образом, рифообразующие организмы в пределах всего их ареала находятся в стабильных температурных условиях
Все герматипные кораллы и водоросли относятся к типичным обитателям моря и предъявляют высокие требования к солености воды. Средняя соленость вод на поверхности всего Мирового океана составляет 34,73 0/00. Если же исключить полярные области, которые отличаются пониженной соленостью, то в остальной части океана средняя соленость окажется равной 34,870/00. В тропической зоне между 25° с.ш. и 25° ю.ш. соленость вод еще выше – она составляет 35,180/00. Правда, в течение года соленость меняется, хотя и незначительно.
Казалось бы, можно считать, что герматипные организмы на большей части своего ареала обитают в водах, соленость которых в течение всего года составляет около 350/00, однако на деле это далеко не так. Много коралловых рифов расположено в непосредственной близости от материков и крупных островов, сток с которых способствует распреснению морской воды, омывающей береговую линию. Конечно, постоянное и значительное снижение солености имеет место только вблизи устьев крупных рек, но и временные ручьи, несущие в море пресную воду после обильных дождей, тоже должны приниматься во внимание.
Кроме того, поверхностный слой вод океана, даже в открытых частях, подвержен прямому воздействию осадков, на короткое время снижающих его соленость. Количество этих осадков в разных районах тропической зоны далеко не одинаково, что отчетливо сказывается на характере рифов.
По-видимому, нижний предел солености, при котором возможно нормальное развитие герматипных организмов, составляет 30-310/00. Наибольшее их обилие и разноообразие форм отмечается в маленьких внутренних морях между островами Зондского и Филиппинского архипелагов (Целебесском, Яванском, Банда, Бали, Флорес, Сулу) и в Южно-Китайском море, т.е. как раз в районах тропической зоны океана с наименьшей соленостью (местами она равна 31-320/00). Вместе с тем весьма богата кораллами и южная часть Красного моря, отличающаяся повышенной соленостью (до 400/00).
Хотя общий спектр солености, пригодный для жизни рифо-образующих организмов, достаточно широк, это не значит, что любой риф может переносить ее колебания в столь значительных пределах. Каждое рифовое сообщество в течение многих поколений приспосабливалось к конкретным местным условиям. Всякое, даже незначительное (на 2-30/00) и кратковременное изменение солености, особенно ее понижение, действует на коралловый риф губительно. Известно немало случаев уничтожения рифов дождями. В тех прибрежных районах океана, где сказывается распресняющее влияние речного стока, рифообразующие кораллы вообще не поселяются.
Подавляющее большинство рифообразующих организмов нуждается в солнечном свете, который необходим не только фотосинтезирующим водорослям, но и кораллам. Сложные физиологические и биохимические процессы, обеспечивающие извлечение из морской воды извести и образование из нее скелета, у герматипных кораллов наиболее успешно идут на свету, так как тоже связаны с фотосинтезом. Роль фотосинтезирующих органов в этом случае принимают на себя одноклеточные симбиотические водоросли симбиодиниум, которые всегда присутствуют в тканях герматипных кораллов и ряда других рифовых животных, обладающих мощным известковым скелетом.
В общем, на всей акватории, занятой коралловыми рифами, условия освещенности благоприятны. Продолжительность дня в силу географических особенностей тропической зоны в течение года почти не меняется. День здесь равен ночи, сумерки предельно коротки.
Свободному доступу солнечных лучей способствуют и метеорологические условия. Приэкваториальный район отличается чрезвычайно ясной погодой, в среднем здесь бывает в течение года менее 35 облачных дней. Во всей тропической зоне число пасмурных дней за год обычно не превышает 70. Только к северу от Австралии, вокруг Новой Гвинеи, в районе островов Самоа, Фиджи и Тонга количество солнечных и облачных дней примерно одинаково. У азиатского побережья, вблизи северной границы ареала коралловых рифов (острова Хайнань, Тайвань, Рюкю), пасмурная погода даже несколько преобладает над солнечной. Тем не менее, во всей тропической зоне суммарная солнечная радиация почти повсеместно составляет не менее 140 килокалорий на 1 см2 в год, а в ряде районов увеличивается до 160-180 килокалорий. Для сравнения укажем, что суммарная солнечная радиация в средней полосе нашей страны (в поясе широт от Ленинграда до Киева) равна всего 80-100 килокалориям.
Источник
Биология и формирование коралловых рифов
Если вы когда-либо видели ветвящиеся кораллы, раскинувшие руки, как ветки деревьев, вы можете понять, почему ранние ученые считали, что кораллы – это растения. Но эти крошечные существа с мягким телом являются плотоядными, несмотря на сидячий, или фиксируется в одном месте. Как и их родственники, медузы и морской анемон в типе Cnidaria, каждый отдельный коралл или полип, имеет колючие, жгучие клетки под названием нематоцисты он может простираться, чтобы захватить добычу как зоопланктон или мелкую рыбу.
Хотя те ранние ученые поняли это неправильно, легко понять их ошибку. Из-за зооксантеллы (произносится зоо-дзан-телли) водоросли, которые живут только внутри клеточных стенок каждого полипа. Зооксантеллы снабжают полип побочными продуктами фотосинтеза, которые полип превращает в белки, жиры и углеводы. В свою очередь, полип защищает зооксантеллы и обеспечивает углерод, нитраты и фосфаты, необходимые водорослям для фотосинтеза. До 90 процентов энергии, вырабатываемой при фотосинтезе зооксантелл, передается коралловому хозяину. Это взаимовыгодное соглашение называется симбиоз.
Коралловые полипы также используют энергию своих симбиотических водорослей для производства карбонат кальция, или известняк. Они выделяют известняк из своего основания, создавая защитный скелет и полую камеру, называемую кружка. Полипы отступают в свою чашу, чтобы спрятаться, когда их ищут хищники.
Полипы редко существуют в одиночку. Они обычно присоединяются к другим полипам, чтобы сформировать больший колония который действует как единый организм. Хотя отдельные мелкие полипы растут в среднем от 1 до 3 миллиметров, колонии могут весить тонны. Даже один разветвленный коралл состоит из тысяч отдельных полипов. В течение сотен или тысяч лет эти колонии могут соединяться в риф.
Рифы растут одним из двух способов. Одним из способов является периодическое добавление к известняковой основе. Они просто выделяют больше карбоната кальция под и вокруг своей текущей чашки, создавая структуру рифа и заставляя его расти как вверх, так и наружу. Они также растут, размножаясь. Кораллы могут воспроизводить либо бесполым, путем разделения и производства идентичных клонов, или сексуально, отправив яйца или сперму.
В любом случае, новые коралловые полипы оседают на дне океана, пока не найдут твердый субстрат, который можно назвать домом, либо в сочетании с уже существующей колонией кораллов, либо начиная свою собственную. В дополнение к тому, что коралловые полипы связаны между собой, они соединяются друг с другом с помощью тонкой ткани, называемой ценосарка. Ценосарки и полипы образуют видимую живую часть рифа, в то время как основание известняка образует неживую часть.
Состояние и структура коралловых рифов
Если вы ныряете в холодных водах, вы не будете шпионить за коралловыми рифами. Из-за их уникальной связи с зооксантеллами, которым для жизни необходимы солнечный свет и теплая вода, их коралловые рифы ограничены в своем географическом распространении до 30 градусов к северу или югу от экватора. Рифы на Багамах в 32 градусах к северу от экватора являются исключением из-за течения теплой воды, которое они получают из Мексиканского залива.
В дополнение к солнечному свету и теплой воде, температура которой не опускается ниже 64,4 градусов по Фаренгейту (18 градусов по Цельсию), рифы нуждаются в соленой морской среде с определенной соленостью. Как показывает карта, большинство рифов расположены в Индийском и Тихом океанах, которые отвечают этим условиям.
Наконец, рифы лучше всего растут в чистых водах с низким содержанием питательных веществ. Слишком много взвешенного вещества, плавающего в воде, блокирует солнечный свет, необходимый для фотосинтеза водорослей. Рифы могут расти до 3,9 дюймов (10 сантиметров) в год при следующих оптимальных условиях:
– Достаточно света
– Чистая вода
– Температура между 73,4 градуса по Фаренгейту и 84,2 градуса по Фаренгейту (23 градуса Цельсия и 29 градусов Цельсия)
В солнечные дни кораллы могут накапливать карбонат кальция в два раза быстрее, чем в пасмурные дни. Даже в 3,9 дюйма в год, хорошо развитый риф может занять тысячи лет. Рифы фактически конкурируют со старовозрастными лесами по годам, которые они представляют.
В то время как кораллы образуют основу рифов, рифы не являются шоу одного человека, и они включают различные растения и животных в свои рамки. Коралловый песок один основной игрок. Созданный эрозионной силой волн и течений от известняка и раковин животных, а также шлифовальных зубов некоторых рыб, коралловый песок попадает в отверстия вдоль рифа. Обволакивающие кораллиновые водоросли действуют как клей, нанося твердый шпон твердого карбоната кальция на захваченный песок, чтобы удержать его на месте. Вместе инкрустирующие водоросли и коралловый песок покрывают поврежденные участки рифа и помогают стабилизировать его, особенно в районах, часто поражаемых волнами.
Хотя рифы имеют схожие потребности и основные компоненты, их можно разделить на три категории в зависимости от того, где они образуются. Окаймляющие рифы являются наиболее распространенными. Они происходят непосредственно от берега и развиваются на внешних краях суши, образуя границу, которая выступает наружу к морю. Барьерные рифы похожи на окаймляющие рифы тем, что они также окружают суши, но на некотором расстоянии они образуют границу с пролетом воды между ними и берегом. атоллов имеют круглую или овальную форму и окружают лагуну воды. Они возникают, когда окаймляющий риф образуется вокруг вулкана, который позже отступает под поверхность океана, в то время как риф продолжает расти.
Когда вы уткнетесь под поверхность воды, ваши чувства переместятся в ускорение. Справа от вас виднеется ярко-оранжевая рыба-клоун за морским анемоном, а мурена отступает в свою коралловую пещеру. Когда вы плывете в другом направлении, вы замечаете гигантских морских вееров, раскидывающих подводный ландшафт, и ветвящихся кораллов, манящих к вам, словно приглашая вас присоединиться к ним.
Вы погружаетесь с аквалангом вдоль одного из многочисленных коралловых рифов, разбросанных по экваториальным морям, и видите множество жизней, которые поддерживает это крупнейшее из живых сооружений. Однако ваш подводный обзор может быть ограничен. Семьдесят процентов коралловых рифов могут исчезнуть менее чем за 40 лет, если нынешние темпы уничтожения сохранятся.
Коралловые рифы состоят преимущественно из каменистых кораллов и поддерживаются известняковым каркасом, который они выделяют. Эти тропические леса моря являются домом для четверти всех видов морских рыб. В дополнение к разнообразию морской жизни, которое они поддерживают, коралловые рифы также чрезвычайно полезны для человека, защищая прибрежные районы от сильных волн и штормов, обеспечивая миллионы людей пищей и работой и способствуя достижениям современной медицины.
Как создаются эти невероятные структуры? Как может один коралл длиной всего 3 миллиметра (размером с слово «есть» на этой странице) стать рифом, который может растянуться на мили и весить сотни тонн? В этой статье вы узнаете, как образуются коралловые рифы, какую жизнь они питают и почему ученые говорят, что они могут в значительной степени исчезнуть в наступающем столетии.
Большой Барьерный риф
Самую большую в мире живую структуру, Большой Барьерный риф (ГБР), можно увидеть даже из космоса. Риф протяженностью 1429 миль (2300 км) на самом деле представляет собой не один риф, а около 3000 отдельных рифов. Если кто-нибудь когда-нибудь скажет вам, что он полностью погрузился в ГБР, он лжет. Поскольку каждый риф имеет в среднем около 6 миль (9,6 км) от края рифа, потребуется более одной жизни, чтобы полностью исследовать полученные 18 642 миль (30 000 км) мест погружений. Придерживайтесь еще одного или двух жизней для дополнительных 250 000 квадратных миль (650 000 квадратных километров) морского дна между рифами.
GBR – одно из семи чудес природы и очень популярное место для дайвинга. Легко понять почему, имея более 400 видов кораллов, 2000 видов рыб, 4000 моллюсков и шесть из семи видов морских черепах мира. Выберите любой из отдельных рифов системы, и вы найдете на нем больше видов кораллов, чем во всем тропическом Атлантическом океане. Со всеми формами морской жизни, обнаруженными на разных рифах, вы можете снова и снова погружаться в одно и то же место и все еще не видеть все. Огненный ангел, гигантские мурены, акулы-молот, кораллы-оленьи – это лишь некоторые из вещей, которые вы можете увидеть, когда ныряете в воду.
Большой Барьерный риф тянется вдоль северо-восточного побережья Австралии в Коралловом море. Австралийцы назвали его морским парком в 1975 году после общественного протеста по поводу предполагаемого бурения нефти вдоль рифа. Шесть лет спустя риф вошел в Список всемирного наследия как регион исключительной красоты и природного значения. Управление огромным рифом осуществляется путем деления его на зоны. Только 1 процент убежища закрыт для всего, кроме исследований. Остальная часть парка разделена на зоны национального парка, которые ориентированы на образование и отдых, и зоны общего пользования, которые разрешают такие виды деятельности, как коммерческая рыбалка.
Несмотря на то, что в течение многих лет его доля в качестве морского парка ухудшалась, Большой Барьерный риф относительно хорошо защищен. Однако другие рифы не так удачливы. Вместе естественные и человеческие причины повредили 10 процентов мировых рифов, которые не подлежат восстановлению, и 30 процентов могут погибнуть в ближайшие 10–20 лет. На Филиппинах, одной из 25 горячих точек биоразнообразия в мире, 70 процентов были уничтожены, и только 5 процентов находятся в хорошем состоянии. Продолжите читать, чтобы узнать некоторые из причин этого широко распространенного разрушения.
Угрозы коралловым рифам
Коралловые рифы уязвимы для различных факторов стресса. Даже повышение температуры на один градус может повредить кораллы, заставляя их изгонять свои симбиотические водоросли в процессе, известном как обесцвечивание кораллов. Это называется отбеливанием, потому что водоросли – это то, что дает кораллу свой цвет. Без этого коралл приобретает совершенно белый вид. Если стресс будет продолжительным, водоросли не вернутся, а коралл умрет.
Помимо повышения температуры, некоторые другие факторы могут вызвать обесцвечивание или другие повреждения. Некоторые из этих угроз встречаются в природе, например, ураганы и хищники, в то время как другие вызваны людьми, такими как загрязнение окружающей среды и чрезмерный вылов рыбы.
Сильные массивные волны от ураганов, таких как ураганы и циклоны, часто повреждают рифы. Волны легко разрывают или сплющивают большие части коралловых рифов. Наряду со штормами природные погодные условия, такие как Эль-Ниньо, могут негативно влиять на кораллы. Увеличенный температура, изменение солености и увеличение количества осадков – все это является стрессом – длительные периоды холодной дождливой погоды, как правило, сдерживают рост кораллов.
У кораллов тоже есть хищники. Крабы, морские черви, улитки и ракушки охотятся на полипы кораллов, разрушая даже их основную структуру известняка и делая невозможным повторное заселение будущих полипов. Один из самых ярких рыбных врагов кораллов, рыба-попугай, знаком многим дайверам, которые могут сразу определить его по характерному хрипящему шуму, который он издает, когда разъедает коралл.
Возможно, самый большой враг кораллов, однако, это люди. Не только люди, вероятно, в какой-то степени ответственны за повышение температуры воды, вызывающее обесцвечивание кораллов, но и методы промысла, загрязнение окружающей среды и даже, казалось бы, не связанные действия, такие как обезлесение, наносят вред кораллам.
Рыбалка может быть проблематичной по нескольким причинам. Перелов воздействует на кораллы, удаляя ключевые виды из морской пищевой цепи.
Методы, используемые для ловли рыбы, также могут быть разрушительными. Цианидная рыбалка, например, используется более чем в 15 странах и включает сброс цианидов на рифы, чтобы оглушить рыбу для легкого сбора. Цианид отравляет не только рыбу, но и риф. Некоторые рыбаки также занимаются доменная рыбалка, или используя взрывчатку, чтобы оглушить рыбу. Взрывы разрывают кораллы и вызывают обесцвечивание соседних колоний. Более 40 стран разрешают взрывать
Кроме того, сток осадков с ферм, строительных и обезлесенных участков может убить кораллы, забивая их рты или блокируя солнечный свет. Аналогичным образом, загрязняющие вещества и сточные воды, попадающие в воду, увеличивают питательные вещества, на которых процветают вредные водоросли и другие конкуренты по кораллам, а увеличение количества конкурентов означает меньше места для кораллов. Добыча полезных ископаемых, которые счищают на рифах известняк для использования в дорожных и строительных материалах, тоже плохие новости. Даже доброжелательные туристы и аквалангисты могут угрожать рифам, забирая с собой «сувениры» домой или непреднамеренно выбивая хрупкий риф плавником.
К счастью, многие группы приходят на помощь рифам, наращивая усилия по исследованию и сохранению. В качестве морских защитных зон обозначено больше рифов, некоторые страны вводят более строгий надзор за рыболовством, а некоторые природоохранные организации даже дают вам возможность «принять» риф.
Коралловые рифы стоит экономить по ряду причин. Их удивительная красота и разнообразие – только два из них. Чтобы узнать больше о коралловых рифах, погрузитесь в ссылки на следующей странице.
Зоны коралловых рифов
Все коралловые рифы имеют отличительные горизонтальные и вертикальные зоны, созданные различиями в глубине, волновом воздействии, текущем движении, освещенности, температуре и осадках вдоль различных частей рифа. Хотя точные характеристики каждой зоны могут незначительно отличаться в зависимости от местоположения и типа рифа, все рифы имеют передний риф, или в сторону морского склона, и задний риф. Задний риф – это часть самого близкого к берегу рифа, а передний риф дальше к морю.
Если бы вы занимались подводным плаванием и плавали подальше от суши, вы бы в первую очередь встретили риф плоский, относительно мелкая зона заднего рифа, расположенная ближе всего к берегу.
Мелководье равнинных районов испытывает значительные колебания температуры и солености и способствует накоплению отложений. Эти факторы, наряду со случайным воздействием во время отливов, имеют тенденцию ограничивать рост кораллов на этом участке рифа. Несмотря на дефицит кораллов, этот раздел поддерживает большинство видов во всей экосистеме рифа. Доминируют моллюски, устрицы, черви, крабы и лобстеры. В зависимости от типа рифа, длина рифовой квартиры может быть от 33 ярдов (30 метров) до нескольких тысяч ярдов.
На рифовой равнине мало кораллов, но ее мелководье кишит жизнью. После того, как вы удивитесь морской жизни в рифовой равнине, вы заметите, что риф начинает наклоняться вверх, образуя гребень рифа. Как самая высокая точка рифа, эта зона также открыта во время отлива. Однако, в отличие от рифовой равнины, она находится на внешней стороне рифа, поэтому она получает полный удар от волн.
Здесь преобладают инкрустирующие водоросли, занятые восстановлением постоянного ущерба от волн. Там, где волны укрощаются, сильные ветвящиеся кораллы растут близко друг к другу, чтобы лучше переносить разрушающиеся моря. Морские животные укрываются в расщелинах гребня, который обычно простирается между 3 ярдами и 55 ярдами (2,7 метра и 50 метров).
Если вы пересечете гребень и направитесь дальше к морю, вы войдете в опорная зона, которая падает на внешнюю часть переднего рифа. Если вы ожидаете увидеть акул или барракуд во время погружения, это будет зона для их обнаружения. Коралловый риф здесь характеризуется шпоры, или опоры коралла, выступающего из стены. Между отрогами находятся глубокие бороздки или каналы, которые помогают смягчить силу встречных волн, направляя отработанные волны обратно в море, где они сталкиваются с встречными волнами, тем самым сводя на нет их силу. Канавки также сливают осадок с рифа.
Наконец, вы приблизитесь к самому внешнему морскому склону и рифовая стена. Хотя эта зона получает меньше света из-за большей глубины, примерно от 22 до 44 ярдов (от 20 до 40 метров), вы найдете наибольшее количество видов кораллов, собирающихся здесь из-за уменьшенной волновой активности. Помимо этого, однако, накопление отложений увеличивается, и рифообразующие кораллы становятся редкими.
Источник