życie morskie

„Sealife” przekierowuje tutaj. Aby zapoznać się z atrakcjami akwarystycznymi obsługiwanymi przez Merlin Entertainments , zobacz Sea Life .

Ogólna charakterystyka dużego ekosystemu morskiego (Zatoka Alaska)

Orki (orki) to dobrze widoczne morskie drapieżniki , które polują na wiele dużych gatunków. Ale większość aktywności biologicznej w oceanie ma miejsce w przypadku mikroskopijnych organizmów morskich , których nie można zobaczyć pojedynczo gołym okiem, takich jak bakterie morskie i fitoplankton .

Życie morskie , życie morskie lub życie oceaniczne to rośliny , zwierzęta i inne organizmy żyjące w słonej wodzie mórz lub oceanów lub w słonawych wodach przybrzeżnych estuariów . Na podstawowym poziomie życie morskie wpływa na naturę planety. Organizmy morskie, głównie mikroorganizmy , wytwarzają tlen i sekwestrują węgiel . Życie morskie częściowo kształtuje i chroni linie brzegowe, a niektóre organizmy morskie pomagają nawet w tworzeniu nowych lądów (np. budują rafy koralowe ).

Większość form życia ewoluowała początkowo w siedliskach morskich . Pod względem objętości oceany zapewniają około 90% przestrzeni życiowej na planecie. Najwcześniejsze kręgowce pojawiły się w postaci ryb , które żyją wyłącznie w wodzie. Niektóre z nich przekształciły się w płazy , które część życia spędzają w wodzie, a część na lądzie. Jedna grupa płazów ewoluowała w gady i ssaki, a kilka podgrup każdego z nich powróciło do oceanu jako węże morskie , żółwie morskie , foki , manaty i wieloryby . Formy roślinne, takie jak wodorosty i inne glony , rosną w wodzie i są podstawą niektórych podwodnych ekosystemów. Plankton stanowi ogólny fundament oceanicznego łańcucha pokarmowego , w szczególności fitoplankton , który jest głównym producentem surowców .

Bezkręgowce morskie wykazują szeroki zakres modyfikacji, aby przetrwać w słabo natlenionych wodach, w tym rurki oddechowe, jak w syfonach mięczaków . Ryby mają skrzela zamiast płuc , chociaż niektóre gatunki ryb, takie jak dwudyszne , mają oba. Ssaki morskie (np. delfiny, wieloryby, wydry i foki) muszą okresowo wypływać na powierzchnię, aby oddychać powietrzem.

Udokumentowano ponad 200 000 gatunków morskich, a prawdopodobnie dwa miliony gatunków morskich nie zostały jeszcze udokumentowane. Gatunki morskie są zróżnicowane pod względem wielkości, od mikroskopijnych, takich jak fitoplankton , który może mieć zaledwie 0,02 mikrometra , po ogromne walenie , takie jak płetwal błękitny – największe znane zwierzę, osiągające 33 m (108 stóp) długości. Mikroorganizmy morskie, w tym protisty i bakterie oraz związane z nimi wirusy , były różnie szacowane jako stanowiące około 70% lub około 90% całkowitej biomasy morskiej . Życie morskie jest badane naukowo zarówno w biologii morskiej , jak iw oceanografii biologicznej . Termin morski pochodzi od łacińskiego słowa mare , oznaczającego „morze” lub „ocean”.

Woda

Histogram wysokości przedstawiający procent powierzchni Ziemi nad i pod poziomem morza.

Zobacz też: Hydrosfera

Bez wody nie ma życia. Został opisany jako uniwersalny rozpuszczalnik ze względu na jego zdolność do rozpuszczania wielu substancji i jako rozpuszczalnik życia . Woda jest jedyną powszechnie występującą substancją, która występuje w stanie stałym , ciekłym i gazowym w warunkach normalnych dla życia na Ziemi. Laureat Nagrody Nobla Albert Szent-Györgyi określił wodę jako mater und matrix : matkę i łono życia.

Skład wody morskiej Ilości w przeliczeniu na 1 kg lub 1 litr wody morskiej

Obfitość wód powierzchniowych na Ziemi jest unikalną cechą Układu Słonecznego . Hydrosfera Ziemi składa się głównie z oceanów, ale technicznie obejmuje wszystkie powierzchnie wodne na świecie, w tym morza śródlądowe, jeziora, rzeki i wody podziemne do głębokości 2000 metrów (6600 stóp). Najgłębsze podwodne miejsce to Głębia Challengera na Marianach Rów na Oceanie Spokojnym o głębokości 10 900 metrów (6,8 mil).

  Tradycyjnie planeta jest podzielona na pięć oddzielnych oceanów, ale wszystkie te oceany łączą się w jeden światowy ocean . Masa tego światowego oceanu wynosi 1,35 × 10 ¹⁸ ton metrycznych , czyli około 1/4400 całkowitej masy Ziemi. Światowy ocean zajmuje powierzchnię 3,618 × 10 ⁸ km ² o średniej głębokości 3682 m , co daje szacunkową objętość 1,332 × 10 ⁹ km ³ . Gdyby cała powierzchnia skorupy ziemskiej znajdowała się na tej samej wysokości co gładka kula, głębokość powstałego w ten sposób światowego oceanu wynosiłaby około 2,7 km (1,7 mil).

Cykl wodny Ziemi

Około 97,5% wody na Ziemi to woda słona ; pozostałe 2,5% to woda słodka . Większość słodkiej wody – około 69% – występuje w postaci lodu w pokrywach lodowych i lodowcach . Średnie zasolenie ziemskich oceanów wynosi około 35 gramów (1,2 uncji) soli na kilogram wody morskiej (3,5% soli). Większość soli w oceanie pochodzi z wietrzenia i erozji skał na lądzie. Niektóre sole są uwalniane podczas aktywności wulkanicznej lub wydobywane z chłodnych skał magmowych .

Oceany są również rezerwuarem rozpuszczonych gazów atmosferycznych, które są niezbędne do przetrwania wielu wodnych form życia. Woda morska ma istotny wpływ na klimat na świecie, a oceany pełnią rolę dużego rezerwuaru ciepła . Zmiany w oceanicznym rozkładzie temperatur mogą powodować znaczne zmiany pogodowe, takie jak oscylacja południowa El Niño .

Księżyc Jowisza Europa może mieć podziemny ocean , który podtrzymuje życie .

W sumie ocean zajmuje 71 procent powierzchni świata, ma średnio prawie 3,7 km (2,3 mil) głębokości. Pod względem objętości ocean zapewnia około 90 procent przestrzeni życiowej na planecie. Pisarz science fiction Arthur C. Clarke zwrócił uwagę, że bardziej odpowiednie byłoby nazywanie planety Ziemia planetą Ocean.

Jednak woda znajduje się gdzie indziej w Układzie Słonecznym. Europa , jeden z księżyców krążących wokół Jowisza , jest nieco mniejszy od księżyca Ziemi . Istnieje duże prawdopodobieństwo, że pod jego powierzchnią lodową znajduje się duży słonowodny ocean. Oszacowano, że zewnętrzna skorupa stałego lodu ma grubość około 10–30 km (6–19 mil), a płynny ocean pod spodem ma głębokość około 100 km (60 mil). To sprawiłoby, że ocean Europy byłby dwukrotnie większy niż ocean na Ziemi. Spekulowano, że ocean Europy może podtrzymywać życie i być w stanie utrzymać wielokomórkowość mikroorganizmów , jeśli kominy hydrotermalne są aktywne na dnie oceanu. Enceladus , mały lodowy księżyc Saturna, ma również coś, co wydaje się być podziemnym oceanem , który aktywnie odprowadza ciepłą wodę z powierzchni księżyca.

Ewolucja

Dalsze informacje: Ewolucyjna historia życia i Kalendarium ewolucyjnej historii życia

Ziemia ma około 4,54 miliarda lat. Najwcześniejsze niekwestionowane dowody życia na Ziemi pochodzą z co najmniej 3,5 miliarda lat temu, podczas ery eoarcheańskiej , po tym, jak skorupa geologiczna zaczęła się zestalać po wcześniejszym stopionym hadeańskim eonie. Skamieniałości mat mikrobiologicznych znaleziono w liczącym 3,48 miliarda lat piaskowcu w Zachodniej Australii . Innym wczesnym fizycznym dowodem istnienia substancji biogennej jest grafit sprzed 3,7 miliarda lat skały metasedymentacyjne odkryte w zachodniej Grenlandii , a także „pozostałości życia biotycznego ” znalezione w skałach sprzed 4,1 miliarda lat w Zachodniej Australii. Według jednego z badaczy: „Gdyby życie powstało na Ziemi stosunkowo szybko… to mogłoby być powszechne we wszechświecie ” .

Wszystkie organizmy na Ziemi pochodzą od wspólnego przodka lub puli genów przodków . Uważa się, że wysoce energetyczna chemia wytworzyła samoreplikującą się cząsteczkę około 4 miliardów lat temu, a pół miliarda lat później istniał ostatni wspólny przodek wszelkiego życia . Obecny konsensus naukowy jest taki, że złożona biochemia, z której składa się życie, pochodzi z prostszych reakcji chemicznych. Początek życia mógł obejmować samoreplikujące się cząsteczki, takie jak RNA i składanie prostych komórek. W 2016 roku naukowcy zgłosili zestaw 355 genów z ostatni uniwersalny wspólny przodek (LUCA) wszelkiego życia , w tym mikroorganizmów, żyjących na Ziemi .

Obecne gatunki są etapem procesu ewolucji, a ich różnorodność jest wynikiem długiej serii specjacji i wymierania. Wspólne pochodzenie organizmów zostało najpierw wydedukowane z czterech prostych faktów dotyczących organizmów: Po pierwsze, mają geograficzne rozmieszczenie, którego nie można wytłumaczyć lokalną adaptacją. Po drugie, różnorodność życia nie jest zbiorem unikalnych organizmów, ale organizmów, które mają wspólne morfologiczne podobieństwa . Po trzecie, szczątkowe cechy bez wyraźnego celu przypominają funkcjonalne cechy przodków i wreszcie, że organizmy można sklasyfikować na podstawie tych podobieństw w hierarchii zagnieżdżonych grup - podobnie jak drzewo genealogiczne. Jednak współczesne badania sugerują, że z powodu poziomego transferu genów , to „drzewo życia” może być bardziej skomplikowane niż zwykłe rozgałęzione drzewo, ponieważ niektóre geny rozprzestrzeniły się niezależnie między daleko spokrewnionymi gatunkami.

Wcześniejsze gatunki również pozostawiły zapisy swojej historii ewolucyjnej. Skamieniałości wraz z anatomią porównawczą współczesnych organizmów stanowią zapis morfologiczny, czyli anatomiczny. Porównując anatomię gatunków współczesnych i wymarłych, paleontolodzy mogą wnioskować o rodowodach tych gatunków. Jednak to podejście jest najbardziej skuteczne w przypadku organizmów, które miały twarde części ciała, takie jak muszle, kości czy zęby. Ponadto, ponieważ prokarionty, takie jak bakterie i archeony, mają wspólny ograniczony zestaw wspólnych morfologii, ich skamieniałości nie dostarczają informacji o ich pochodzeniu.

Pośrodku drzewo ewolucyjne przedstawiające rozbieżność współczesnych gatunków od ich wspólnego przodka. Trzy domeny są kolorowe, przy czym bakterie są niebieskie, archeony zielone, a eukarionty czerwone.

Niedawno dowody na wspólne pochodzenie pochodzą z badań biochemicznych podobieństw między organizmami. Na przykład wszystkie żywe komórki używają tego samego podstawowego zestawu nukleotydów i aminokwasów . Rozwój genetyki molekularnej ujawnił zapis ewolucji pozostawiony w genomach organizmów: datowanie, kiedy gatunki rozdzieliły się w zegarze molekularnym wytwarzane przez mutacje. Na przykład te porównania sekwencji DNA ujawniły, że ludzie i szympansy mają wspólne 98% genomów, a analiza kilku obszarów, w których się różnią, pomaga rzucić światło na to, kiedy istniał wspólny przodek tych gatunków.

Prokarionty zamieszkiwały Ziemię od około 3-4 miliardów lat temu. W ciągu następnych kilku miliardów lat w tych organizmach nie zaszły żadne oczywiste zmiany w morfologii ani organizacji komórkowej. Komórki eukariotyczne pojawiły się między 1,6 a 2,7 miliarda lat temu. Następna poważna zmiana w strukturze komórkowej nastąpiła, gdy bakterie zostały pochłonięte przez komórki eukariotyczne, w kooperatywnym związku zwanym endosymbiozą . Pochłonięte bakterie i komórka gospodarza przeszły następnie koewolucję, a bakterie ewoluowały w mitochondria lub hydrogenosomy . Kolejne pochłonięcie cyjanobakterii organizmy podobne do organizmów doprowadziły do ​​powstania chloroplastów w algach i roślinach.

Drzewo filogenetyczne i symbiogenetyczne organizmów żywych, przedstawiające pogląd na pochodzenie eukariontów i prokariotów

Historia życia była historią jednokomórkowych eukariotów, prokariontów i archeonów aż do około 610 milionów lat temu, kiedy to w oceanach w okresie ediakarskim zaczęły pojawiać się organizmy wielokomórkowe . Ewolucja wielokomórkowości zachodziła w wielu niezależnych zdarzeniach, w organizmach tak różnych, jak gąbki , brunatnice , sinice , śluzowce i myksobakterie . W 2016 roku naukowcy poinformowali, że około 800 milionów lat temu niewielka zmiana genetyczna w pojedynczej cząsteczce zwanej GK-PID mógł pozwolić organizmom przejść z organizmu jednokomórkowego do jednej z wielu komórek.

Wkrótce po pojawieniu się tych pierwszych organizmów wielokomórkowych, na przestrzeni około 10 milionów lat, w wydarzeniu zwanym eksplozją kambryjską , pojawiła się niezwykła różnorodność biologiczna . Tutaj w zapisie kopalnym pojawiła się większość typów współczesnych zwierząt, a także unikalne linie rodowe, które później wymarły. Zaproponowano różne czynniki wyzwalające eksplozję kambryjską, w tym gromadzenie się tlenu w atmosferze w wyniku fotosyntezy.

Około 500 milionów lat temu rośliny i grzyby zaczęły kolonizować ziemię. Dowody na pojawienie się pierwszych roślin lądowych występują w ordowiku , ok. r., w postaci kopalnych zarodników. Rośliny lądowe zaczęły się różnicować w późnym sylurze , od ok. Wkrótce po kolonizacji lądu przez rośliny pojawiły się stawonogi i inne zwierzęta. Owady odniosły szczególny sukces i do dziś stanowią większość gatunków zwierząt. Płazy pojawiły się po raz pierwszy około 364 milionów lat temu, a następnie wczesne owodniowce i ptaki około 155 milionów lat temu (oba z linii „ gadopodobnych ”), ssaki około 129 milionów lat temu, homininae około 10 milionów lat temu i współcześni ludzie około 250 000 lat temu. Jednak pomimo ewolucji tych dużych zwierząt mniejsze organizmy podobne do typów, które wyewoluowały na wczesnym etapie tego procesu, nadal odnoszą duże sukcesy i dominują na Ziemi, przy czym większość zarówno biomasy, jak i gatunków to prokarionty.

Szacunki dotyczące liczby obecnych gatunków na Ziemi wahają się od 10 do 14 milionów, z czego około 1,2 miliona zostało udokumentowanych, a ponad 86 procent nie zostało jeszcze opisanych.

Mikroorganizmy

maty mikrobiologiczne

Maty mikrobiologiczne są najwcześniejszą formą życia na Ziemi, na którą istnieją dobre dowody kopalne . Zdjęcie przedstawia matę sinicowo -glonową.

Stromatolity powstają z mat mikrobiologicznych, gdy drobnoustroje powoli poruszają się w górę, aby uniknąć uduszenia przez osad.

Główny artykuł: mikroorganizm morski

Mikroorganizmy stanowią około 70% biomasy morskiej . Mikroorganizm lub drobnoustrój to mikroskopijny organizm zbyt mały, aby można go było rozpoznać gołym okiem. Może być jednokomórkowy lub wielokomórkowy . Mikroorganizmy są różnorodne i obejmują wszystkie bakterie i archeony , większość pierwotniaków, takich jak glony , grzyby i niektóre mikroskopijne zwierzęta, takie jak wrotki .

Wiele makroskopowych zwierząt i roślin ma mikroskopijne stadia młodociane . Niektórzy mikrobiolodzy również klasyfikują wirusy (i wiroidy ) jako mikroorganizmy, ale inni uważają je za nieożywione.

Mikroorganizmy mają kluczowe znaczenie dla recyklingu składników odżywczych w ekosystemach , ponieważ działają jako substancje rozkładające . Niektóre mikroorganizmy są chorobotwórcze , powodując choroby, a nawet śmierć roślin i zwierząt. Jako mieszkańcy największego środowiska na Ziemi, mikrobiologiczne systemy morskie napędzają zmiany w każdym globalnym systemie. Mikroby są odpowiedzialne za praktycznie całą fotosyntezę zachodzącą w oceanie, a także obieg węgla , azotu , fosforu , innych składników odżywczych i pierwiastków śladowych.

Zakres rozmiarów pokazany przez prokariota (bakterie i archeony) i wirusy w stosunku do innych organizmów i biomolekuł

Mikroorganizmy morskie	Wirusy   Życie komórkowe    Prokarionty  Bakterie Archaea     eukarionty Protisty Mikrogrzyby   Mikrozwierzęta

Pętla drobnoustrojów morskich

Mikroskopijne życie podwodne jest zróżnicowane i wciąż słabo poznane, na przykład pod względem roli wirusów w ekosystemach morskich. Większość wirusów morskich to bakteriofagi , które są nieszkodliwe dla roślin i zwierząt, ale są niezbędne do regulacji ekosystemów morskich i słodkowodnych. Infekują i niszczą bakterie w społecznościach drobnoustrojów wodnych i są najważniejszym mechanizmem recyklingu węgla w środowisku morskim. Cząsteczki organiczne uwalniane z martwych komórek bakteryjnych stymulują świeży wzrost bakterii i glonów. Aktywność wirusowa może również przyczyniać się do pompy biologicznej , proces, w którym węgiel jest sekwestrowany w głębokim oceanie.

Rozpylona woda morska zawierająca mikroorganizmy morskie może przedostać się wysoko do atmosfery, gdzie staje się aeroplanktonem i może podróżować po całym świecie, zanim spadnie z powrotem na ziemię.

Pod lupą plusk morskiej wody tętni życiem.

Strumień mikroorganizmów unoszących się w powietrzu okrąża planetę ponad systemami pogodowymi, ale poniżej komercyjnych linii lotniczych. Niektóre mikroorganizmy wędrowne są zmiatane z ziemskich burz piaskowych, ale większość pochodzi z mikroorganizmów morskich w aerozolu morskim . W 2018 roku naukowcy poinformowali, że setki milionów wirusów i dziesiątki milionów bakterii osadzają się codziennie na każdym metrze kwadratowym planety.

Mikroskopijne organizmy żyją w całej biosferze . Masa prokariotycznych — która obejmuje bakterie i archeony, ale nie jądrzaste mikroorganizmy eukariotyczne — może wynosić nawet 0,8 biliona ton węgla (całkowitej masy biosfery , szacowanej na od 1 do 4 bilionów ton). Jednokomórkowe barofilne drobnoustroje morskie znaleziono na głębokości 10 900 m (35 800 stóp) w Rowie Mariana , najgłębsze miejsce w oceanach Ziemi. Mikroorganizmy żyją w skałach 580 m (1900 stóp) poniżej dna morskiego pod 2590 m (8500 stóp) oceanu u wybrzeży północno-zachodnich Stanów Zjednoczonych, a także 2400 m (7900 stóp; 1,5 mil) pod dnem morskim u wybrzeży Japonii. Największa znana temperatura, w której może istnieć życie drobnoustrojów, to 122 ° C (252 ° F) ( Methanopyrus kandleri ). W 2014 roku naukowcy potwierdzili istnienie mikroorganizmów żyjących 800 m (2600 stóp) pod lodem Antarktydy . Według jednego z badaczy: „Mikroby można znaleźć wszędzie — są niezwykle zdolne do przystosowania się do warunków i przeżywają, gdziekolwiek się znajdują”.

Wirusy morskie

Główny artykuł: wirusy morskie

Wirusy to małe czynniki zakaźne , które nie mają własnego metabolizmu i mogą replikować się tylko w żywych komórkach innych organizmów . Wirusy mogą infekować wszystkie formy życia , od zwierząt i roślin po mikroorganizmy , w tym bakterie i archeony . Liniowy rozmiar przeciętnego wirusa wynosi około jednej setnej przeciętnej bakterii . Większości wirusów nie można zobaczyć za pomocą mikroskopu optycznego, dlatego zamiast tego stosuje się mikroskopy elektronowe .

Wirusy znajdują się wszędzie tam, gdzie istnieje życie i prawdopodobnie istniały od czasu pierwszej ewolucji żywych komórek. Pochodzenie wirusów jest niejasne, ponieważ nie tworzą one skamieniałości, dlatego do porównania DNA lub RNA wirusów zastosowano techniki molekularne i są one użytecznym sposobem badania sposobu ich powstawania.

Wirusy są obecnie uznawane za starożytne i mające pochodzenie poprzedzające rozbieżność życia w trzech domenach . Ale pochodzenie wirusów w ewolucyjnej historii życia jest niejasne: niektóre mogły wyewoluować z plazmidów — fragmentów DNA, które mogą przemieszczać się między komórkami — podczas gdy inne mogły wyewoluować z bakterii. W ewolucji wirusy są ważnym środkiem poziomego transferu genów , co zwiększa różnorodność genetyczną .

Bakteriofagi (fagi)

Wiele fagów przyczepionych do ściany komórkowej bakterii w powiększeniu 200 000x

Schemat typowego ogoniastego faga

Są to cyjanofagi , wirusy infekujące cyjanobakterie (słupki skali wskazują 100 nm)

Istnieją różne opinie na temat tego, czy wirusy są formą życia , czy też strukturami organicznymi, które wchodzą w interakcje z żywymi organizmami. Są uważane przez niektórych za formę życia, ponieważ niosą materiał genetyczny, rozmnażają się, tworząc wiele kopii siebie poprzez samoorganizację i ewoluują poprzez dobór naturalny . Brakuje im jednak kluczowych cech, takich jak struktura komórkowa, którą ogólnie uważa się za niezbędną, aby liczyć się jako życie. Ponieważ posiadają niektóre, ale nie wszystkie takie cechy, wirusy zostały opisane jako replikatory i jako „organizmy na skraju życia”.

Pod względem liczby osobników fagi ogoniaste są najliczniejszymi jednostkami biologicznymi w morzu.

Bakteriofagi , często nazywane po prostu fagami , to wirusy pasożytujące na bakteriach i archeonach. Fagi morskie pasożytują na bakteriach morskich i archeonach, takich jak cyjanobakterie . Stanowią powszechną i zróżnicowaną grupę wirusów i są najliczniejszą jednostką biologiczną w środowiskach morskich, ponieważ ich gospodarze, bakterie, są zazwyczaj liczebnie dominującymi organizmami komórkowymi w morzu. Ogólnie rzecz biorąc, w każdym ml wody morskiej znajduje się około 1 do 10 milionów wirusów, czyli około dziesięć razy więcej wirusów z dwuniciowym DNA niż organizmów komórkowych, chociaż szacunki liczebności wirusów w wodzie morskiej mogą się różnić w szerokim zakresie. Ogoniaste bakteriofagi wydają się dominować w ekosystemach morskich pod względem liczby i różnorodności organizmów. Wiadomo również , że bakteriofagi należące do rodzin Corticoviridae , Inoviridae i Microviridae infekują różne bakterie morskie.

Mikroorganizmy stanowią około 70% biomasy morskiej. Szacuje się, że każdego dnia wirusy zabijają 20% tej biomasy, aw oceanach jest 15 razy więcej wirusów niż bakterii i archeonów. Wirusy są głównymi czynnikami odpowiedzialnymi za szybkie niszczenie szkodliwych zakwitów glonów , które często zabijają inne organizmy morskie. Liczba wirusów w oceanach spada dalej od brzegu i głębiej w wodzie, gdzie jest mniej organizmów żywicielskich.

Istnieją również wirusy archeonów , które replikują się w obrębie archeonów : są to dwuniciowe wirusy DNA o niezwykłych, a czasem unikalnych kształtach. Wirusy te badano najbardziej szczegółowo w termofilnych archeonach, zwłaszcza z rzędów Sulfolobales i Thermoproteales .

Wirusy są ważnym naturalnym sposobem przenoszenia genów między różnymi gatunkami, co zwiększa różnorodność genetyczną i napędza ewolucję. Uważa się, że wirusy odgrywały kluczową rolę we wczesnej ewolucji, przed dywersyfikacją bakterii, archeonów i eukariontów, w czasach ostatniego uniwersalnego wspólnego przodka życia na Ziemi. Wirusy są nadal jednym z największych rezerwuarów niezbadanej różnorodności genetycznej na Ziemi.

Bakterie morskie

Vibrio vulnificus , zjadliwa bakteria występująca w ujściach rzek i wzdłuż obszarów przybrzeżnych

Pelagibacter ubique , najliczniej występująca bakteria w oceanie, odgrywa ważną rolę w globalnym obiegu węgla .

Dalsze informacje: morskie prokarioty i bakterioplankton

Bakterie stanowią dużą domenę mikroorganizmów prokariotycznych . Zazwyczaj bakterie o długości kilku mikrometrów mają wiele kształtów, od kul po pręty i spirale. Bakterie były jednymi z pierwszych form życia, które pojawiły się na Ziemi i są obecne w większości jej siedlisk . Bakterie zamieszkują glebę, wodę, kwaśne gorące źródła , odpady radioaktywne i głębokie partie skorupy ziemskiej . Bakterie żyją również w symbiozie i pasożytnicze związki z roślinami i zwierzętami.

Niegdyś uważane za rośliny zaliczane do klasy Schizomycetes , obecnie bakterie klasyfikowane są jako prokarioty . W przeciwieństwie do komórek zwierząt i innych organizmów eukariotycznych , komórki bakteryjne nie zawierają jądra i rzadko zawierają organelle związane z błoną . Chociaż termin „ bakterie” tradycyjnie obejmował wszystkie prokarioty, klasyfikacja naukowa uległa zmianie po odkryciu w latach 90 . od starożytnego wspólnego przodka. Te domeny ewolucyjne nazywane są bakteriami i archeonami .

Przodkami współczesnych bakterii były mikroorganizmy jednokomórkowe, które jako pierwsze formy życia pojawiły się na Ziemi około 4 miliardów lat temu. Przez około 3 miliardy lat większość organizmów była mikroskopijna, a bakterie i archeony były dominującymi formami życia. Chociaż skamieliny bakteryjne , takie jak stromatolity , ich brak charakterystycznej morfologii uniemożliwia wykorzystanie ich do badania historii ewolucji bakterii lub do datowania czasu pochodzenia określonego gatunku bakterii. Jednak sekwencje genów można wykorzystać do rekonstrukcji filogenezy bakteryjnej , a badania te wskazują, że bakterie oddzieliły się najpierw od linii archeonów / eukariotów. Bakterie były również zaangażowane w drugą wielką dywergencję ewolucyjną, archeony i eukarionty. Tutaj eukarionty powstały w wyniku wejścia starożytnych bakterii w endosymbiotyczne z przodkami komórek eukariotycznych, które same były prawdopodobnie spokrewnione z Archaea . Obejmowało to pochłonięcie przez komórki proto-eukariotyczne alfaproteobakteryjnych w celu utworzenia mitochondriów lub hydrogenosomów , które nadal znajdują się we wszystkich znanych Eukaryach. Później niektóre eukarionty, które już zawierały mitochondria, pochłonęły również organizmy podobne do cyjanobakterii. Doprowadziło to do powstania chloroplastów w algach i roślinach. Istnieją również glony, które powstały w wyniku jeszcze późniejszych zdarzeń endosymbiotycznych. Tutaj eukarionty pochłonęły glony eukariotyczne, które rozwinęły się w plastyd „drugiej generacji”. Jest to znane jako wtórna endosymbioza .

• 

  Morska Thiomargarita namibiensis , największa znana bakteria

• 

  Zakwity sinic mogą zawierać śmiercionośne cyjanotoksyny .

• 

  Chloroplasty glaukofitów mają warstwę peptydoglikanu , co wskazuje na ich endosymbiotyczne pochodzenie od cyjanobakterii .

• 

  Bakterie mogą być korzystne. Ten robak z Pompejów , ekstremofil występujący tylko w kominach hydrotermalnych , ma ochronną osłonę bakterii.

Największa znana bakteria, morska Thiomargarita namibiensis , może być widoczna gołym okiem i czasami osiąga 0,75 mm (750 μm).

Archeony morskie

Archaea były początkowo postrzegane jako ekstremofile żyjące w trudnych warunkach, takich jak żółte archeony na zdjęciu w gorącym źródle , ale od tego czasu znaleziono je w znacznie szerszym zakresie siedlisk .

Dalsze informacje: Morskie prokarioty

Archaea (z greckiego starożytny ) stanowią domenę i królestwo mikroorganizmów jednokomórkowych . Te drobnoustroje są prokariotami , co oznacza, że ​​nie mają jądra komórkowego ani żadnych innych organelli związanych z błoną komórkową.

Archaea były początkowo klasyfikowane jako bakterie , ale ta klasyfikacja jest nieaktualna. Komórki archeonów mają unikalne właściwości oddzielające je od pozostałych dwóch domen życia, bakterii i eukariontów . Archaea są dalej podzielone na wiele uznanych typów . Klasyfikacja jest trudna, ponieważ większość nie została wyizolowana w laboratorium i została wykryta jedynie poprzez analizę ich kwasów nukleinowych w próbkach z ich środowiska.

Archaea i bakterie są na ogół podobne pod względem wielkości i kształtu, chociaż kilka archeonów ma bardzo dziwne kształty, takie jak płaskie i kwadratowe komórki Haloquadratum walsbyi . Pomimo tego morfologicznego podobieństwa do bakterii, archeony posiadają geny i kilka szlaków metabolicznych , które są bliżej spokrewnione z eukariontami, zwłaszcza enzymy zaangażowane w transkrypcję i translację . Inne aspekty biochemii archeonów są wyjątkowe, takie jak ich zależność od lipidów eterowych błony komórkowe , takie jak archeole . Archaea zużywają więcej źródeł energii niż eukarionty: obejmują one związki organiczne , takie jak cukry, amoniak , jony metali , a nawet gazowy wodór . Archeony tolerujące sól ( Haloarchaea ) wykorzystują światło słoneczne jako źródło energii, a inne gatunki archeonów wiążą węgiel ; jednak w przeciwieństwie do roślin i cyjanobakterii żaden znany gatunek archeonów nie robi obu tych rzeczy. Archaea rozmnażają się bezpłciowo przez podział binarny , fragmentacja lub pączkowanie ; w przeciwieństwie do bakterii i eukariontów żaden znany gatunek nie tworzy zarodników .

Archeony są szczególnie liczne w oceanach, a archeony w planktonie mogą być jedną z najliczniejszych grup organizmów na planecie. Archaea stanowią główną część życia na Ziemi i mogą odgrywać role zarówno w obiegu węgla , jak i obiegu azotu .

• 

  Halobakterie , znalezione w wodzie prawie nasyconej solą, są obecnie uznawane za archeony.

• 

  Płaskie, kwadratowe komórki archeonów Haloquadratum walsbyi

• 

  Methanosarcina barkeri , archeony morskie wytwarzające metan

• 

  Termofile , takie jak Pyrolobus fumarii , przeżywają znacznie powyżej 100°C.

• 

  Rysunek innego termofila morskiego, Pyrococcus furiosus

Protisty morskie

Główny artykuł: protisty morskie

Protisty to eukarionty, których nie można sklasyfikować jako rośliny, grzyby lub zwierzęta. Zwykle są jednokomórkowe i mikroskopijne. Życie powstało jako jednokomórkowe prokarionty (bakterie i archeony), a później przekształciło się w bardziej złożone eukarionty . Eukarionty to bardziej rozwinięte formy życia znane jako rośliny, zwierzęta, grzyby i protisty. Termin protista wszedł do użytku historycznie jako termin wygodny dla eukariontów, których nie można ściśle sklasyfikować jako rośliny, zwierzęta lub grzyby. Nie są częścią współczesnej kladystyki, ponieważ są parafiletyczne (brak wspólnego przodka). Protisty można ogólnie podzielić na cztery grupy w zależności od tego, czy ich odżywianie jest podobne do roślin, zwierząt, grzybów, czy też jest ich mieszanką.

Protisty według sposobu zdobywania pożywienia
Rodzaj protisty		Opis	Przykład		Inne przykłady
Roślinopodobny	Algi ( patrz poniżej )	Autotroficzne protisty, które wytwarzają własne pożywienie bez konieczności spożywania innych organizmów, zwykle za pomocą fotosyntezy		Krasnorosty, Cyanidium sp.	Glony zielone , algi brunatne , okrzemki i niektóre bruzdnice . Roślinopodobne protisty są ważnymi składnikami fitoplanktonu omówionymi poniżej .
Zwierzęcy	pierwotniaki	Heterotroficzne protisty, które pobierają pokarm zjadając inne organizmy		radiolariański narysowany przez Haeckela	otwornice i niektóre ameby morskie , orzęski i wiciowce .
Grzybopodobny	Formy na śluz i siatki na śluz	saprotroficzne , które czerpią pożywienie ze szczątków organizmów, które uległy rozkładowi i rozkładowi		Morskie sieci śluzowe tworzą labiryntowe sieci rur, w których mogą podróżować ameby bez pseudonóżek	Porosty morskie
miksotropy	Różny	Miksotroficzne i osmotroficzne protisty, które otrzymują pożywienie z kombinacji powyższych		Euglena mutabilis , fotosyntetyczny wiciowiec	Wśród protistów występuje wiele miksotropów morskich, w tym wśród orzęsków, Rhizaria i bruzdnic

mikrofotografia

schemat komórki

---

choanoflagellates , jednokomórkowe protisty wiciowców z kołnierzem , są najbliższymi żyjącymi krewnymi zwierząt . Poznajemy naszych jednokomórkowych przodków - MicroCosmos

Protisty to bardzo zróżnicowane organizmy, obecnie podzielone na 18 rodzajów, ale niełatwe do sklasyfikowania. Badania wykazały dużą różnorodność protistów w oceanach, głębokich kominach morskich i osadach rzecznych, co sugeruje, że duża liczba eukariotycznych społeczności drobnoustrojów nie została jeszcze odkryta. Przeprowadzono niewiele badań nad miksotroficznymi , ale ostatnie badania w środowiskach morskich wykazały, że protesty miksotroficzne stanowią znaczną część biomasy protistów .

• Jednokomórkowe i mikroskopijne protisty
• 

  Okrzemki to główna grupa alg generująca około 20% światowej produkcji tlenu.

• 

  Okrzemki mają szklane jak ściany komórkowe wykonane z krzemionki i zwane frustules .

• 

  Skorupa okrzemki kopalnej od 32 do 40 milionów lat temu

• 

  Radiolataria

• 

  Alga jednokomórkowa, Gephyrocapsa oceanica

• 

  Dwa wiciowce

• 

  Zooxanthellae to algi fotosyntetyzujące, które żyją wewnątrz żywicieli, takich jak koralowce .

• 

  Jednokomórkowy orzęsk z zielonymi zoochlorellami żyjącymi wewnątrz endosymbiotycznie .

• 

  euglenoid

• 

  Ten orzęsek trawi cyjanobakterie . Cytostom się w prawym dolnym rogu.

Film przedstawiający orzęski połykające okrzemkę

W przeciwieństwie do komórek prokariotów, komórki eukariontów są wysoce zorganizowane. Rośliny, zwierzęta i grzyby są zwykle wielokomórkowe i zazwyczaj są makroskopowe . Większość protistów jest jednokomórkowa i mikroskopijna. Ale są wyjątki. Niektóre jednokomórkowe protisty morskie są makroskopowe. Niektóre morskie śluzowce mają unikalne cykle życia, które obejmują przełączanie między formami jednokomórkowymi, kolonialnymi i wielokomórkowymi. Inne morskie protisty nie są ani jednokomórkowe, ani mikroskopijne, takie jak wodorosty .

• Makroskopowe protisty (patrz także jednokomórkowe makroalgi → )
• 

  Jednokomórkowa gigantyczna ameba ma do 1000 jąder i osiąga długość 5 mm (0,20 cala).

• 

  Gromia sphaerica to duża kulista ameba testatowa , która tworzy błotne ślady. Jego średnica wynosi do 3,8 cm (1,5 cala).

• 

  Spiculosiphon oceana , jednokomórkowy otwornica o wyglądzie i trybie życia naśladującym gąbkę , dorasta do 5 cm długości.

• 

  Ksenofiofor , inny jednokomórkowy otwornica, żyje w strefach otchłani . Ma gigantyczną skorupę o średnicy do 20 cm (7,9 cala).

• 

  Krasnorosty olbrzymie , brązowe algi , nie są prawdziwą rośliną, ale są wielokomórkowe i mogą urosnąć do 50 m.

Protisty zostały opisane jako taksonomiczna torba, w której można umieścić wszystko, co nie pasuje do jednego z głównych królestw biologicznych . Niektórzy współcześni autorzy wolą wykluczyć organizmy wielokomórkowe z tradycyjnej definicji protisty, ograniczając protisty do organizmów jednokomórkowych. Ta bardziej ograniczona definicja wyklucza wodorosty i śluzowce .

Mikrozwierzęta morskie

Zobacz też: Mikrozwierzęta i Ichtioplankton

Wideo zewnętrzne
Widłonogi: Pożerający okrzemki król planktonu — Podróż do mikrokosmosu

Młode osobniki rozwijają się ze stadiów mikroskopowych, które mogą obejmować zarodniki , jaja i larwy . Co najmniej jedna mikroskopijna grupa zwierząt, pasożytniczy cnidarian Myxozoa , jest jednokomórkowy w swojej dorosłej postaci i obejmuje gatunki morskie. Inne dorosłe mikrozwierzęta morskie są wielokomórkowe. Mikroskopijne dorosłe stawonogi są częściej spotykane w głębi lądu w wodach słodkich, ale są też gatunki morskie. Mikroskopijne dorosłe skorupiaki morskie obejmują niektóre widłonogi , Cladocera i niesporczaki (niedźwiedzie wodne). Niektóre nicienie i wrotki morskie są również zbyt małe, aby można je było rozpoznać gołym okiem, podobnie jak wiele loricifera , w tym niedawno odkryte gatunki beztlenowe , które spędzają życie w środowisku beztlenowym . Widłonogi w większym stopniu przyczyniają się do wtórnej produktywności i pochłaniania dwutlenku węgla w oceanach świata niż jakakolwiek inna grupa organizmów. Podczas roztoczy nie są zwykle uważane za organizmy morskie, większość gatunków z rodziny Halacaridae żyje w morzu.

• Mikrozwierzęta morskie
• 

  Ponad 10 000 gatunków morskich to widłonogi , małe, często mikroskopijne skorupiaki

• 

  Zdjęcie z ciemnego pola przedstawiające gastrotrycha , robaka żyjącego między cząstkami osadu

• 

  Opancerzony Pliciloricus enigmaticus , o długości około 0,2 mm, żyje w przestrzeniach między żwirem morskim.

• 

  Rysunek niesporczaka ( niedźwiedzia wodnego) na ziarnku piasku

• 

  Wrotki , zwykle o długości 0,1–0,5 mm, mogą wyglądać jak protisty, ale mają wiele komórek i należą do zwierząt.

Grzyby

Porosty na skale w morskiej strefie rozbryzgowej . Porosty to wzajemne powiązania grzyba z glonami lub sinicami.

Ślimak morski , Littoraria irrorata , pokryty porostami. Ten ślimak hoduje międzypływowe ascomycetous .

Zobacz też: Grzyby morskie , Mykoplankton i Ewolucja grzybów

Ze środowisk morskich znanych jest ponad 1500 gatunków grzybów . Pasożytują one na algach morskich lub zwierzętach lub są saprobami żywiącymi się martwą materią organiczną z alg, koralowców, cyst pierwotniaków, traw morskich, drewna i innych substratów. Zarodniki wielu gatunków posiadają specjalne wypustki ułatwiające przyczepianie się do podłoża. Grzyby morskie można również znaleźć w pianie morskiej i wokół hydrotermalnych obszarów oceanu. Zróżnicowana gama niezwykłych metabolitów wtórnych jest wytwarzana przez grzyby morskie.

Mykoplankton to saprotropowi członkowie zbiorowisk planktonowych ekosystemów morskich i słodkowodnych . Składają się z wolno żyjących grzybów nitkowatych i drożdży związanych z cząsteczkami planktonu lub fitoplanktonu . Podobnie jak bakterioplankton , te wodne grzyby odgrywają znaczącą rolę w heterotroficznej mineralizacji i obiegu składników odżywczych . Mykoplankton może mieć do 20 mm średnicy i ponad 50 mm długości.

Typowy mililitr wody morskiej zawiera około 10 ³ do 10 ⁴ komórek grzybów. Liczba ta jest większa w ekosystemach przybrzeżnych i ujściach rzek ze względu na odpływ substancji odżywczych ze społeczności lądowych. Większa różnorodność mykoplanktonu występuje wokół wybrzeży iw wodach powierzchniowych do 1000 metrów, z profilem pionowym zależnym od obfitości fitoplanktonu . Ten profil zmienia się między sezonami ze względu na zmiany w dostępności składników odżywczych. Grzyby morskie przeżywają w środowisku o stałym niedoborze tlenu i dlatego zależą od dyfuzji tlenu turbulencje i tlen wytwarzany przez organizmy fotosyntetyzujące .

Grzyby morskie można podzielić na:

• Grzyby niższe - przystosowane do siedlisk morskich ( grzyby zoosporyczne , w tym mastigomycetes: oomycetes i chytridiomycetes )
• Grzyby wyższe - nitkowate, zmodyfikowane do trybu życia planktonowego ( hyphomycetes , ascomycetes , basidiomycetes ). Większość gatunków mykoplanktonu to grzyby wyższe.

Porosty to wzajemne powiązania między grzybem, zwykle workowcem , a algą lub sinicą . W środowiskach morskich występuje kilka porostów. Znacznie więcej występuje w strefie rozbryzgów , gdzie zajmują różne strefy pionowe w zależności od tego, jak tolerują zanurzenie. Niektóre porosty żyją długo; jeden gatunek datowany jest na 8600 lat. Jednak ich żywotność jest trudna do zmierzenia, ponieważ to, co definiuje ten sam porost, nie jest precyzyjne. Porosty rosną poprzez wegetatywne odrywanie kawałka, który może być zdefiniowany jako ten sam porost lub nie, a dwa porosty w różnym wieku mogą się łączyć, co rodzi pytanie, czy jest to ten sam porost. Ślimak morski Littoraria irrorata uszkadza rośliny Spartiny na bagnach morskich, na których żyje, co umożliwia kolonizację rośliny przez zarodniki międzypływowych grzybów ascomycetous. Ślimak następnie zjada wzrost grzyba zamiast samej trawy.

Według zapisów kopalnych grzyby pochodzą z późnej ery proterozoicznej 900-570 milionów lat temu. W Chinach odkryto skamieniałe porosty morskie sprzed 600 milionów lat. Postawiono hipotezę, że mykoplankton wyewoluował z grzybów lądowych, prawdopodobnie w paleozoicznej (390 milionów lat temu).

Pochodzenie zwierząt

Dickinsonia może być najwcześniejszym zwierzęciem. Pojawiają się w zapisie kopalnym od 571 do 541 milionów lat temu.

Dalsze informacje: Bezkręgowce morskie , Pochodzenie eukariontów , Ewolucyjne pochodzenie zwierząt , Eksplozja Awalonu i Eksplozja kambryjska

Najwcześniejszymi zwierzętami były bezkręgowce morskie , czyli kręgowce pojawiły się później. Zwierzęta są wielokomórkowymi eukariontami i różnią się od roślin, alg i grzybów brakiem ścian komórkowych . Bezkręgowce morskie to zwierzęta zamieszkujące środowisko morskie oprócz kręgowców należących do rodzaju akordów ; bezkręgowce nie mają kręgosłupa . Niektóre wyewoluowały skorupę lub twardy egzoszkielet .

Najwcześniejsze skamieniałości zwierząt mogą należeć do rodzaju Dickinsonia , 571 do 541 milionów lat temu. Poszczególne Dickinsonia zazwyczaj przypominają dwustronnie symetryczny żebrowany owal. Rosły, dopóki nie zostały pokryte osadami lub w inny sposób zabite, i spędziły większość swojego życia z ciałami mocno zakotwiczonymi w osadzie. Ich powinowactwo taksonomiczne jest obecnie nieznane, ale ich sposób wzrostu jest zgodny z powinowactwem dwustronnym .

Oprócz Dickinsonii najwcześniejszymi powszechnie akceptowanymi skamieniałościami zwierząt są raczej nowocześnie wyglądające parzydełkowce (grupa obejmująca koralowce , meduzy , ukwiały i hydrę ), prawdopodobnie z okolic The Ediacara biota , która kwitła przez ostatnie 40 milionów lat przed początkiem z kambru były pierwszymi zwierzętami dłuższymi niż kilka centymetrów. Jak Dickinsonia z nich było płaskich z „pikowanym” wyglądem i wydawało się tak dziwnych, że pojawiła się propozycja sklasyfikowania ich jako odrębnego królestwa Vendozoa . Inne jednak zostały zinterpretowane jako wczesne mięczaki ( Kimberella ), szkarłupnie ( Arkarua ) i stawonogi ( Spriggina , Parvancorina ). Nadal toczy się dyskusja na temat klasyfikacji tych okazów, głównie dlatego, że cechy diagnostyczne, które pozwalają taksonomom klasyfikować nowsze organizmy, takie jak podobieństwa do organizmów żywych, są generalnie nieobecne u ediakarów. Wydaje się jednak, że nie ma wątpliwości, że Kimberella była co najmniej triploblastycznym zwierzęciem dwustronnym, innymi słowy, zwierzęciem znacznie bardziej złożonym niż parzydełkowce.

Mała fauna muszli to bardzo mieszana kolekcja skamieniałości znalezionych między późnym ediakarem a środkowym kambrem . Najwcześniejsza, Cloudina , wykazuje oznaki skutecznej obrony przed drapieżnictwem i może wskazywać na początek ewolucyjnego wyścigu zbrojeń . Niektóre maleńkie muszle z wczesnego kambru prawie na pewno należały do ​​mięczaków, podczas gdy właściciele niektórych „płyt pancernych”, Halkieria i Microdictyon , zostali ostatecznie zidentyfikowani, gdy w kambryjskim lagerstätten znaleziono pełniejsze okazy , w których zachowały się zwierzęta o miękkich ciałach.

Plany ciała i typy

Kimberella , wczesny mięczak ważny dla zrozumienia eksplozji kambryjskiej . Bezkręgowce są podzielone na różne typy ( plany ciała ).

Bezkręgowce dzielą się na różne typy . Nieformalnie o gromadach można myśleć jako o sposobie grupowania organizmów zgodnie z ich planem ciała . Plan ciała odnosi się do planu, który opisuje kształt lub morfologię organizmu, na przykład jego symetrię , segmentację i rozmieszczenie jego przydatków . Pomysł planów ciała pochodzi od kręgowców , które zostały zgrupowane w jeden typ. Ale plan ciała kręgowców jest tylko jednym z wielu, a bezkręgowce składają się z wielu typów lub planów ciała. Historię odkrycia planów ciała można postrzegać jako przejście od światopoglądu skupionego na kręgowcach do postrzegania kręgowców jako jednego planu ciała spośród wielu. Wśród pionierskich zoologów Linneusz zidentyfikował dwa plany ciała poza kręgowcami; Cuvier zidentyfikował trzy; a Haeckel miał cztery, a Protista jeszcze ośmiu, w sumie dwanaście. Dla porównania, liczba gromad rozpoznawanych przez współczesnych zoologów wzrosła do 35 .

Bioróżnorodność taksonomiczna akceptowanych gatunków morskich, wg WoRMS , 18.10.2019.

Opabinia , wymarły stawonog z grupy łodyg, pojawił się w kambrze środkowym .

Historycznie uważano, że plany ciała ewoluowały szybko podczas eksplozji kambryjskiej , ale bardziej szczegółowe zrozumienie ewolucji zwierząt sugeruje stopniowy rozwój planów ciała we wczesnym paleozoiku i później. Bardziej ogólnie typ można zdefiniować na dwa sposoby: jak opisano powyżej, jako grupę organizmów o pewnym stopniu podobieństwa morfologicznego lub rozwojowego (definicja fenetyczna) lub grupę organizmów o pewnym stopniu pokrewieństwa ewolucyjnego (definicja filogenetyczna definicja).

Już w latach siedemdziesiątych toczyła się debata na temat tego, czy pojawienie się współczesnych typów było „wybuchowe”, czy też stopniowe, ale ukryte przez niedobór prekambryjskich skamieniałości zwierząt. Ponowna analiza skamieniałości z Burgess Shale lagerstätte zwiększyła zainteresowanie tą kwestią, gdy ujawniła zwierzęta, takie jak Opabinia , które nie pasowały do ​​żadnej znanej gromady . W tamtym czasie interpretowano je jako dowód na to, że współczesne typy ewoluowały bardzo szybko podczas eksplozji kambru i że „dziwne cuda” łupków z Burgess pokazały, że wczesny kambr był wyjątkowo eksperymentalnym okresem ewolucji zwierząt. Późniejsze odkrycia podobnych zwierząt i rozwój nowych podejść teoretycznych doprowadziły do ​​wniosku, że wiele z „dziwnych cudów” było ewolucyjnymi „ciotkami” lub „kuzynami” współczesnych grup - na przykład Opabinia była członkiem lobopodów , grupa obejmująca przodków stawonogów i że mogła być blisko spokrewniona ze współczesnymi niesporczakami . Niemniej jednak nadal toczy się wiele dyskusji na temat tego, czy eksplozja kambryjska była naprawdę wybuchowa, a jeśli tak, to jak i dlaczego do niej doszło oraz dlaczego wydaje się wyjątkowa w historii zwierząt.

Najwcześniejsze zwierzęta

Dalsze informacje: Animal § Filogeneza

Najgłębiej rozgałęzione zwierzęta — najwcześniejsze zwierzęta, które pojawiły się podczas ewolucji — to morskie organizmy niebędące kręgowcami. Najwcześniejsze gromady zwierząt to Porifera , Ctenophora , Placozoa i Cnidaria . Żaden członek tych kladów nie wykazuje planów ciała z dwustronną symetrią .

Choanoflagellata są najbliższymi żyjącymi krewnymi zwierząt 950 milionów lat temu        Zwierząt               Porifera – asymetryczne         Ctenophora galaretki grzebieniowe – symetria biradialna Najprostsze zwierzęta         Placozoa – asymetryczne         Cnidaria mają macki z żądłami – symetria radialna       dwuboczne wszystkie pozostałe zwierzęta – symetria obustronna → 760 milionów lat temu

Było wiele kontrowersji co do tego, który rodzaj bezkręgowców, gąbki lub galaretki grzebieniowe , jest najbardziej podstawowy . Obecnie gąbki są szerzej uważane za najbardziej podstawowe.

Gąbki morskie

Gąbki są prawdopodobnie najbardziej podstawowymi zwierzętami. Nie mają układu nerwowego, pokarmowego ani krążenia.

Gąbki to zwierzęta z typu Porifera (od współczesnej łaciny oznaczającej pory nośne ). Są to organizmy wielokomórkowe, które mają ciała pełne porów i kanałów umożliwiających przepływ wody, składających się z galaretowatego mezohylu umieszczonego pomiędzy dwiema cienkimi warstwami komórek . Mają niewyspecjalizowane komórki, które mogą przekształcić się w inne typy i często migrują w tym procesie między głównymi warstwami komórek a mezohylem. Gąbki nie mają układu nerwowego , pokarmowego ani układy krążenia . Zamiast tego większość polega na utrzymywaniu stałego przepływu wody przez swoje ciała, aby uzyskać pożywienie i tlen oraz usunąć odpady.

Gąbki są podobne do innych zwierząt, ponieważ są wielokomórkowe , heterotroficzne , pozbawione ścian komórkowych i wytwarzają plemniki . W przeciwieństwie do innych zwierząt, brakuje im prawdziwych tkanek i narządów oraz nie mają symetrii ciała . Kształty ich ciał są przystosowane do maksymalnej wydajności przepływu wody przez jamę środkową, w której odkłada składniki odżywcze i wypływa przez otwór zwany osculum . Wiele gąbek ma wewnętrzne szkielety gąbki i/lub drzazgi węglan wapnia lub dwutlenek krzemu . Wszystkie gąbki to osiadłe zwierzęta wodne. Chociaż istnieją gatunki słodkowodne, zdecydowana większość to gatunki morskie (słonowodne), od stref pływowych po głębokości przekraczające 8800 m (5,5 mil). Niektóre gąbki żyją bardzo długo; istnieją dowody na to, że głębinowa szklana gąbka Monorhaphis chuni żyła około 11 000 lat.

Podczas gdy większość z około 5 000–10 000 znanych gatunków żywi się bakteriami i innymi cząstkami pożywienia w wodzie, niektóre żywiciele mikroorganizmów fotosyntetyzujących jako endosymbionty , a te sojusze często wytwarzają więcej pożywienia i tlenu niż zużywają. Kilka gatunków gąbek żyjących w środowiskach ubogich w żywność stało się mięsożercami polującymi głównie na małe skorupiaki .

• 

  Różnorodność biologiczna gąbek. Na tym zdjęciu są cztery gatunki gąbek.

• 

  Rozgałęziająca się gąbka do wazonu

• 

  Kosz kwiatów Wenus na głębokości 2572 metrów

• 

  Gąbka beczkowa

• 

  Długowieczne Monorhaphis chuni

Linneusz błędnie zidentyfikował gąbki jako rośliny w kolejności Algi . Przez długi czas gąbki były przydzielane do odrębnego podkrólestwa, Parazoa (czyli obok zwierząt ). Obecnie są one klasyfikowane jako gromada parafiletyczna , z której wyewoluowały zwierzęta wyższe.

Ctenofory

Wraz z gąbkami, genialnie bioluminescencyjne ctenofory (galaretki grzebieniowe) są najbardziej podstawowymi zwierzętami.

Ctenofory (z greckiego oznaczające noszenie grzebienia ), powszechnie znane jako galaretki grzebieniowe, to gromada żyjąca na całym świecie w wodach morskich. Są największymi zwierzętami niekolonialnymi, które pływają za pomocą rzęsek (włosów lub grzebieni). Gatunki przybrzeżne muszą być wystarczająco wytrzymałe, aby wytrzymać fale i wirujące osady, ale niektóre gatunki oceaniczne są tak delikatne i przezroczyste, że bardzo trudno jest uchwycić je w stanie nienaruszonym do badań. W przeszłości uważano, że ctenofory występują w oceanie tylko w niewielkim stopniu, ale obecnie wiadomo, że często stanowią znaczącą, a nawet dominującą część biomasy planktonu.

Typ ma około 150 znanych gatunków o szerokiej gamie form ciała. Rozmiary wahają się od kilku milimetrów do 1,5 m (4 stopy 11 cali). Cydippidy mają kształt jaja, a ich rzęski są ułożone w osiem promieniowych rzędów grzebieni i rozmieszczają chowane macki do chwytania zdobyczy. Platyctenidy bentosowe są na ogół bezczesane i płaskie. Przybrzeżne beroidy mają otwarte usta i nie mają macek. Większość dorosłych ctenoforów żeruje na mikroskopijnych larwach i wrotkach oraz małych skorupiakach , ale beroidy żerują na innych ctenoforach.

• 

  Światło uginające się wzdłuż rzędów grzebieni cydippida, lewa macka wysunięta, prawa cofnięta

• 

  Wleczone macki ctenoforu głębinowego wysadzane mackami ( sub-macki)

• 

  Jajowaty cydippid ctenofor

• 

  Grupa małych bentosowych pełzających galaret grzebieniowych spływających mackami i żyjących symbiotycznie na rozgwiazdach.

• 

  Lobata sp. ze sparowanymi grubymi płatami

• 

  Orzech morski ma przejściowy odbyt, który tworzy się tylko wtedy, gdy musi się wypróżnić.

Beroidowy ctenofor z otwartymi ustami żeruje na innych ctenoforach.

Pierwsi pisarze łączyli ctenofory z cnidarianami . Ctenofory przypominają parzydełkowce, polegając na przepływie wody przez jamę ciała zarówno do trawienia, jak i oddychania, a także mając zdecentralizowaną sieć nerwową zamiast mózgu. Podobnie jak parzydełkowce, ciała ctenoforów składają się z masy galarety, z jedną warstwą komórek na zewnątrz, a drugą wyściełającą jamę wewnętrzną. Jednak w ctenoforach warstwy te mają głębokość dwóch komórek, podczas gdy te u parzydełkowców mają głębokość tylko jednej komórki. Podczas gdy parzydełkowce wykazują symetrię promieniową , ctenofory mają dwa kanały odbytu, które wykazują symetrię dwuradialną (symetria obrotowa półobrotu). Pozycja ctenoforów w ewolucyjnym drzewie genealogicznym zwierząt była od dawna przedmiotem dyskusji, a obecnie większość opinii, oparta na filogenetyce molekularnej , jest taka, że ​​parzydełkowce i zwierzęta dwuboczne są ze sobą bliżej spokrewnione niż którekolwiek z nich jest z ctenoforami.

Wideo zewnętrzne
Opalizujący czerwony ctenofor — EVNautilus

Placozoa

Placozoa (z greckiego dla płaskich zwierząt ) mają najprostszą budowę ze wszystkich zwierząt. Są podstawową formą wolno żyjących (niepasożytniczych) organizmów wielokomórkowych , które nie mają jeszcze wspólnej nazwy. Żyją w środowiskach morskich i tworzą gromadę zawierającą tylko trzy opisane gatunki, z których pierwszy, klasyczny Trichoplax adhaerens , został odkryty w 1883 r. Od 2017 r. odkryto dwa kolejne gatunki, a metody genetyczne wskazują, że ten typ ma dalszych 100 do 200 nieopisanych gatunków .

Placozoa mają najprostszą budowę ze wszystkich zwierząt.

Ruchliwość pełzająca i pobieranie pokarmu przez T. adhaerens

Trichoplax to małe, spłaszczone zwierzę o średnicy około jednego mm i grubości około 25 µm. Podobnie jak ameby , które z pozoru przypominają, nieustannie zmieniają swój zewnętrzny kształt. Ponadto czasami tworzą się sferyczne fazy, które mogą ułatwiać ruch. Trichoplax nie ma tkanek i narządów. Nie ma oczywistej symetrii ciała, więc nie jest możliwe odróżnienie przodu od tyłu lub lewej od prawej. Składa się z kilku tysięcy komórek sześciu typów w trzech odrębnych warstwach. Zewnętrzna warstwa prostych komórek nabłonkowych ma rzęski którego zwierzę używa, aby pomóc mu pełzać po dnie morskim. Trichoplax żywią się pochłaniając i wchłaniając od spodu cząsteczki pokarmu – głównie drobnoustroje i szczątki organiczne.

Cnidarianie morscy

Parzydełkowce, podobnie jak ten ukwiał morski , są zwierzętami, które najłatwiej organizują komórki w tkanki . Jednak mają te same geny, które tworzą głowę kręgowca (w tym człowieka).

Parzydełkowce (z gr. pokrzywa ) wyróżniają się obecnością parzydełkowych komórek , wyspecjalizowanych komórek, których używają głównie do chwytania zdobyczy. Do parzydełkowców należą koralowce , ukwiały , meduzy i hydrozoany . Tworzą gromadę obejmującą ponad 10 000 gatunków zwierząt występujących wyłącznie w środowiskach wodnych (głównie morskich). Ich ciała składają się z mezoglei , nieożywionej galaretowatej substancji, umieszczonej pomiędzy dwiema warstwami nabłonek o grubości przeważnie jednej komórki . Mają dwie podstawowe formy ciała: pływające meduzy i siedzące polipy , z których oba są promieniście symetryczne z otworami gębowymi otoczonymi mackami, w których znajdują się cnidocyty. Obie formy mają pojedynczy otwór i jamę ciała, które służą do trawienia i oddychania .

Skamieniałe parzydełkowce znaleziono w skałach powstałych ok. Skamieniałości parzydełkowców, które nie budują zmineralizowanych struktur, należą do rzadkości. Naukowcy uważają obecnie, że parzydełkowce, ctenofory i dwuboczne są bliżej spokrewnione z gąbkami wapiennymi niż z innymi gąbkami , a antozoany są ewolucyjnymi „ciotkami” lub „siostrami” innych parzydełkowców i są najbliżej spokrewnione z dwustronnymi.

Parzydełkowce to najprostsze zwierzęta, w których komórki są zorganizowane w tkanki. Zawilec morski jest używany jako organizm modelowy w badaniach. Jest łatwy w utrzymaniu w laboratorium i protokół , który może codziennie dawać dużą liczbę zarodków. Istnieje niezwykły stopień podobieństwa w zachowaniu sekwencji genów i złożoności między ukwiałem a kręgowcami. W szczególności u ukwiałów obecne są również geny odpowiedzialne za tworzenie głowy u kręgowców.

• 

  Ukwiały są powszechne w basenach pływowych .

• 

  Ich macki kłują i paraliżują małe ryby.

• 

  Zbliżenie na polipy na powierzchni korala , machające mackami.

• 

  Jeśli wyspa tonie pod powierzchnią morza, wzrost koralowców może nadążyć za podnoszącą się wodą i utworzyć atol .

• 

  Płaszcz meduzy z czerwonej papierowej latarni zgniata się i rozszerza jak papierowa latarnia.

• 

  Portugalski wojownik to kolonialny syfonofor

• 

  Marrus orthocanna to kolejny kolonialny syfonofor, złożony z dwóch rodzajów zooidów .

• 

  Porpita porpita składa się z kolonii hydroidów

• 

  Meduza lwia grzywa , największa znana meduza

• 

  Turritopsis dohrnii osiąga biologiczną nieśmiertelność , przenosząc swoje komórki z powrotem do dzieciństwa.

• 

  Osa morska jest najbardziej śmiercionośną meduzą na świecie.

Dwustronne bezkręgowce

Wyidealizowany dwustronny plan ciała podobny do robaka. Z cylindrycznym ciałem i kierunkiem ruchu zwierzę ma końce głowy i ogona. Narządy zmysłów i usta tworzą podstawę głowy. Przeciwległe mięśnie okrężne i podłużne umożliwiają ruch perystaltyczny .

Niektóre z najwcześniejszych zwierząt dwustronnych były podobne do robaków, a pierwotny osobnik dwustronny mógł być robakiem żyjącym na dnie z pojedynczym otworem na ciało. Ciało dwustronne można wyobrazić sobie jako cylinder z jelitem biegnącym między dwoma otworami, ustami i odbytem. Wokół jelita ma wewnętrzną jamę ciała, coelom lub pseudocoelom. Zwierzęta z tym obustronnie symetrycznym planem ciała mają koniec głowy (przedni) i koniec ogona (tylny), a także grzbiet (grzbietowy) i brzuch (brzuszny); dlatego też mają lewą i prawą stronę.

Posiadanie przodu oznacza, że ​​ta część ciała odbiera bodźce, takie jak jedzenie, co sprzyja cefalizacji , rozwojowi głowy z narządami zmysłów i pyska. Ciało rozciąga się od głowy, a wiele osób dwustronnych ma kombinację mięśni okrężnych , które zwężają ciało, wydłużając je, oraz przeciwstawny zestaw mięśni podłużnych, które skracają ciało; umożliwiają one zwierzętom o miękkim ciele ze szkieletem hydrostatycznym poruszanie się dzięki perystaltyce . Mają także jelito, które rozciąga się przez zasadniczo cylindryczny korpus od ust do odbytu. Wiele typów dwustronnych ma pierwotne larwy , które pływają z rzęskami i mają narząd wierzchołkowy zawierający komórki czuciowe. Istnieją jednak wyjątki od każdej z tych cech; na przykład dorosłe szkarłupnie są promieniowo symetryczne (w przeciwieństwie do ich larw), a niektóre pasożytnicze robaki mają niezwykle uproszczoną budowę ciała.

 
Ikaria wariootia , wczesny gatunek dwustronny

← dwustronne	Xenacoelomorpha       podstawne dwustronne (brak prawdziwego jelita) Nephrozoa protostomy     najpierw rozwija usta → 610 milionów lat temu      deuterostomy     najpierw rozwija się odbyt → 650 milionów lat temu

Protostomy

Zobacz także: Embriologiczne pochodzenie jamy ustnej i odbytu

Protostomy (z greckiego pierwsze usta ) to nadtyp zwierząt . Jest siostrzanym kladem deuterostomów ( z greckiego drugiego ujścia ), z którym tworzy klad Nephrozoa . Protostomy różnią się od deuterostomów sposobem rozwoju ich zarodków . U protostomów pierwszym otworem, który się rozwija, staje się usta , podczas gdy u deuterostomów staje się odbytem.

← Protostomy	ekdysozoa     Scalidophora penis robaki i smoki błotne     stawonogi głównie skorupiaki     nicienie glisty   > 529 milionów lat temu Spiralia Gnathifera   robaki   strzałkowe wrotki   Platytrochozoa     płazińce   Lophotrochozoa     mięczaki ślimaki , małże i głowonogi robaki   obrączkowane   550 milionów lat temu   580 milionów lat temu
(pozostały)

Robaki morskie

Dalsze informacje: Robak morski i Robak morski

Wiele robaków morskich jest spokrewnionych tylko daleko, więc tworzą one wiele różnych typów. Przedstawiony robak to robak strzałowy , występujący na całym świecie jako drapieżny składnik planktonu.

Robaki (staroangielski dla węży ) tworzą szereg typów. Różne grupy robaków morskich są spokrewnione tylko daleko, więc można je znaleźć w kilku różnych gromadach , takich jak Annelida (robaki segmentowe), Chaetognatha (robaki strzałkowate), Phoronida (robaki podkowate) i Hemichordata . Wszystkie robaki, z wyjątkiem Hemichordata, są protostomami. Hemichordata to deuterostomy i zostały omówione w osobnej sekcji poniżej.

Typowy plan ciała robaka obejmuje długie, cylindryczne, rurkowate ciała i nie ma kończyn . Robaki morskie różnią się wielkością, od mikroskopijnych do ponad 1 metra (3,3 stopy) długości w przypadku niektórych morskich robaków wieloszczetów ( robaków z włosia ) i do 58 metrów (190 stóp) w przypadku morskiego robaka nemertejskiego ( robaka bootlace ). Niektóre robaki morskie zajmują niewielką różnorodność pasożytów nisze, żyjąc w ciałach innych zwierząt, podczas gdy inne żyją swobodniej w środowisku morskim lub kopiąc pod ziemią. Wiele z tych robaków ma wyspecjalizowane macki służące do wymiany tlenu i dwutlenku węgla, a także mogą być wykorzystywane do rozmnażania. Niektóre robaki morskie to robaki rurkowe , takie jak gigantyczny robak rurowy , który żyje w wodach w pobliżu podwodnych wulkanów i może wytrzymać temperatury do 90 stopni Celsjusza . Platyhelminthes (płazińce) tworzą inny typ robaków, który obejmuje klasę pasożytniczych tasiemców. Tasiemiec morski Polygonoporus giganticus , znaleziony w jelitach kaszalotów , może urosnąć do ponad 30 m (100 stóp).

Nicienie (robaki obłe) stanowią kolejną grupę robaków z rurkowatymi układami pokarmowymi i otworami na obu końcach. Opisano ponad 25 000 gatunków nicieni, z których ponad połowa to pasożyty. Szacuje się, że kolejny milion pozostaje nieopisany. Są wszechobecne w środowiskach morskich, słodkowodnych i lądowych, gdzie często przewyższają liczebnie inne zwierzęta, zarówno pod względem liczby osobników, jak i gatunków. Występują w każdej części ziemskiej litosfery , od szczytów gór po dno rowów oceanicznych . Według liczby stanowią one 90% wszystkich zwierząt na dno oceanu . Ich dominacja liczebna, często przekraczająca milion osobników na metr kwadratowy i stanowiąca około 80% wszystkich pojedynczych zwierząt na ziemi, różnorodność cykli życiowych i obecność na różnych poziomach troficznych wskazują na ważną rolę w wielu ekosystemach.

• 

  Olbrzymie robaki rurowe gromadzą się wokół kominów hydrotermalnych .

• 

  Nicienie to wszechobecne pseudocelomaty , które mogą pasożytować na roślinach i zwierzętach morskich.

• 

  Bloodworms zwykle znajdują się na dnie płytkich wód morskich.

Mięczaki morskie

Kałamarnica rafowa wielkopłetwa wykazująca żywe opalizujące nocą. Głowonogi to najbardziej zaawansowane neurologicznie bezkręgowce.

Niebieski smok , pelagiczny ślimak morski

Bolinus brandaris , ślimak morski , z którego Fenicjanie wydobywali królewski purpurowy tyryjski kod koloru: #66023C _____

Hipotetyczny przodek mięczaka

Zobacz też: Ewolucja mięczaków i Ewolucja głowonogów

Mięczaki (po łacinie miękkie ) tworzą gromadę obejmującą około 85 000 znanych gatunków . Są największym typem morskim pod względem liczby gatunków, zawierającym około 23% wszystkich wymienionych organizmów morskich . Mięczaki mają bardziej zróżnicowane formy niż inne typy bezkręgowców. Są bardzo zróżnicowane, nie tylko pod względem wielkości i anatomicznej , ale także pod względem zachowania i siedliska.

Rysunek małży olbrzymiej ( NOAA )

Gromada mięczaków jest podzielona na 9 lub 10 klas taksonomicznych . Klasy te obejmują ślimaki , małże i głowonogi , a także inne mniej znane, ale charakterystyczne klasy. Ślimaki z muszlami ochronnymi nazywane są ślimakami , natomiast ślimaki bez muszli ochronnych nazywane są ślimakami nagimi . Ślimaki są zdecydowanie najliczniejszymi gatunkowo mięczakami. Małże obejmują małże , ostrygi , małże , małże , przegrzebki i wiele innych rodzin . Istnieje około 8000 gatunków małży morskich (w tym z wód słonawych i ujść rzek ). Donoszono, że małż głębinowy oceaniczny żył 507 lat, co czyni go najdłuższym zarejestrowanym życiem ze wszystkich zwierząt, z wyjątkiem zwierząt kolonialnych lub zwierząt prawie kolonialnych, takich jak gąbki .

• Ślimaki i małże
• 

  Ślimaki morskie to ślimaki morskie lub ślimaki morskie . Ten ślimak nagoskrzelny to ślimak morski.

• 

  Ślimak morski Syrinx aruanus ma muszlę o długości do 91 cm, największą ze wszystkich żyjących ślimaków.

• 

  Mięczaki mają zwykle oczy. Na skraju płaszcza przegrzebka , małży , może znajdować się ponad 100 prostych oczu .

• 

  Omułek pospolity , kolejny małż

głowonogów należą ośmiornice , kalmary i mątwy . Zidentyfikowano około 800 żyjących gatunków głowonogów morskich i opisano około 11 000 wymarłych taksonów . Występują we wszystkich oceanach, ale nie ma w pełni słodkowodnych głowonogów.

• głowonogi
• 

  Nautilus to żywa skamielina, która niewiele się zmieniła, odkąd wyewoluowała 500 milionów lat temu jako jeden z pierwszych głowonogów .

• 

  Rekonstrukcja amonitu , bardzo udanego wczesnego głowonoga, który pojawił się 400 milionów lat temu .

• 

  Głowonogi, podobnie jak ta mątwa , wykorzystują jamę płaszcza do napędu odrzutowego .

• 

  Kałamarnica kolosalna , największa ze wszystkich bezkręgowców

Mięczaki mają tak różnorodne kształty, że wiele podręczników opiera swoje opisy anatomii mięczaków na uogólnionym lub hipotetycznym przodku mięczaka . Ten uogólniony mięczak jest niesegmentowany i dwustronnie symetryczny , ze spodem składającym się z pojedynczej muskularnej stopy . Poza tym ma trzy kolejne kluczowe funkcje. Po pierwsze, ma muskularny płaszcz zwany płaszczem , który okrywa jego wnętrzności i zawiera znaczną jamę służącą do oddychania i wydalania . Skorupa _ wydzielana przez płaszcz pokrywa górną powierzchnię. Po drugie (oprócz małży) posiada chropowaty język zwany radulą, służący do żerowania. Po trzecie, ma układ nerwowy , w tym złożony układ trawienny, wykorzystujący mikroskopijne, napędzane mięśniami włosy zwane rzęskami do wydzielania śluzu . Uogólniony mięczak ma dwa sparowane sznury nerwowe (trzy u małży). Mózg u gatunków, które go mają, otacza przełyk . Większość mięczaków ma oczy i wszystkie mają czujniki wykrywające chemikalia, wibracje i dotyk.

Istnieją dobre dowody na pojawienie się morskich ślimaków, głowonogów i małży w okresie kambru .

Stawonogi morskie

Głowa

____________

Tułów

____________

Brzuch

____________

Segmenty i znaczniki stawonogów Na klatce piersiowej znajdują się główne wyrostki ruchowe. Głowa i klatka piersiowa są zrośnięte u niektórych stawonogów, takich jak kraby i homary .

Pierwsze znane zwierzę oddychające powietrzem, które skolonizowało ląd, krocionóg Pneumodesmus newmani , żyło we wczesnym dewonie .

Stawonogi (po grecku stopy stawowe ) mają egzoszkielet ( szkielet zewnętrzny ), ciało podzielone na segmenty i wyrostki stawowe (parzyste wyrostki). Tworzą gromadę , która obejmuje owady , pajęczaki , myriapody i skorupiaki . Charakterystyczną cechą stawonogów są kończyny stawowe i łuska zbudowana z chityny , często zmineralizowanej węglanem wapnia . Stawonogi plan ciała składa się z segmentów , każdy z parą wyrostków . Sztywny naskórek hamuje wzrost, dlatego stawonogi okresowo zastępują go pierzeniem . Ich wszechstronność pozwoliła im stać się najbardziej bogatymi gatunkowo członkami wszystkich cechów ekologicznych w większości środowisk.

Ewolucyjne pochodzenie stawonogów sięga okresu kambru i jest powszechnie uważane za monofiletyczne . Jednak podstawowe pokrewieństwa stawonogów z wymarłymi gromadami, takimi jak lobopodiany , były ostatnio przedmiotem dyskusji.

Panarthropoda	niesporczaki niedźwiedzie wodne   Lobopodia       robaki aksamitne (lądowe) stawonogi, głównie skorupiaki

Niektórzy paleontolodzy uważają, że Lobopodia reprezentuje stopień podstawowy, który prowadzi do planu ciała stawonogów.

Niesporczaki (niedźwiedzie wodne) to gromada ośmionożnych, podzielonych na segmenty mikrozwierząt zdolnych do przetrwania w ekstremalnych warunkach.

• Skamieniałości stawonogów i żywe skamieniałości
• 

  Skamieniały trylobit . Trylobity pojawiły się po raz pierwszy około 521 mln lat temu . Odniosły duży sukces i znaleziono je wszędzie w oceanie za 270 mA.

• 

  Anomalocaris („nienormalne krewetki”) był jednym z pierwszych drapieżników wierzchołkowych i pojawił się po raz pierwszy około 515 mln lat temu .

• 

  Największy znany stawonog, skorpion morski Jaekelopterus rhenaniae , został znaleziony w warstwach ujść rzek od około 390 mA. Miał do 2,5 m (8,2 stopy) długości.

• 

  Kraby podkowiaste to żywe skamieliny , zasadniczo niezmienione przez 450 milionów lat.

Istniejące stawonogi morskie mają różne rozmiary, od mikroskopijnego skorupiaka Stygotantulus po japońskiego kraba pająka . Podstawową jamą wewnętrzną stawonogów jest hemocoel , który mieści ich narządy wewnętrzne i przez który krąży ich hemolimfa - odpowiednik krwi ; mają otwarte układy krążenia . Podobnie jak ich wygląd zewnętrzny, narządy wewnętrzne stawonogów są na ogół zbudowane z powtarzających się segmentów. Ich układ nerwowy jest „podobny do drabiny”, ze sparowanymi brzuszne sznury nerwowe biegnące przez wszystkie segmenty i tworzące sparowane zwoje w każdym segmencie. Ich głowy są utworzone przez połączenie różnej liczby segmentów, a ich mózgi są utworzone przez połączenie zwojów tych segmentów i otaczają przełyk . Układy oddechowe i wydalnicze stawonogów różnią się w zależności zarówno od środowiska, jak i od podtypu , do którego należą.

• Współczesne skorupiaki
• 

  Wiele skorupiaków jest bardzo małych, jak ten malutki obunog , i stanowi znaczną część zooplanktonu oceanu .

• 

  Japoński krab pająk ma najdłuższą rozpiętość nóg ze wszystkich stawonogów, sięgającą 5,5 metra (18 stóp) od pazura do pazura.

• 

  Krab olbrzymi tasmański jest długowieczny i wolno rośnie, co czyni go podatnym na przełowienie.

• 

  Krewetki Mantis mają najbardziej zaawansowane oczy w królestwie zwierząt i miażdżą zdobycz, wymachując swoimi przypominającymi maczugę pazurami drapieżnymi .

Widzenie stawonogów opiera się na różnych kombinacjach oczu złożonych i oczek pigmentowych : u większości gatunków oczka mogą wykrywać tylko kierunek, z którego pada światło, a oczy złożone są głównym źródłem informacji. Stawonogi mają również szeroką gamę czujników chemicznych i mechanicznych, głównie opartych na modyfikacjach wielu szczecinek (włosia), które wystają z ich skórek. Metody rozmnażania stawonogów są zróżnicowane: gatunki lądowe wykorzystują pewną formę zapłodnienia wewnętrznego, podczas gdy gatunki morskie składają jaja za pomocą zapłodnienia wewnętrznego lub zapłodnienie zewnętrzne . Pisklęta stawonogów różnią się od miniaturowych dorosłych do pędraków pozbawionych stawów i ostatecznie przechodzą całkowitą metamorfozę , aby wytworzyć postać dorosłą.

Deuterostomy

Zobacz też: Ewolucja ramienionogów

U deuterostomów pierwszym otworem, który rozwija się w rozwijającym się zarodku, jest odbyt , podczas gdy u protostomów - usta. Deuterostomy tworzą nadtyp zwierząt i są siostrzanym kladem protostomów . Uważa się kiedyś, że najwcześniejszymi znanymi deuterostomami są Saccorhytus sprzed około 540 milionów lat. Jednak w innym badaniu uznano, że Saccorhytus jest ekdysozoanem .

← Deuterostomy	karetki       hemichordaty     szkarłupni   akordy   cefalochordaty     osłonice     kręgowce →
(pozostały)

Szkarłupnie

Dorosłe szkarłupnie mają pięciokrotną symetrię, ale jako larwy mają dwustronną symetrię . Dlatego są w Bilateriach .

Szkarłupnie (po grecku kolczasta skóra ) to gromada zawierająca wyłącznie bezkręgowce morskie. Gromada zawiera około 7000 żywych gatunków , co czyni ją drugą co do wielkości grupą deuterostomów , po akordach .

Dorosłe szkarłupnie można rozpoznać po ich promieniowej symetrii (zwykle pięciopunktowej) i obejmują rozgwiazdy , jeżowce , dolary piaskowe i ogórki morskie , a także lilie morskie . Szkarłupnie występują na każdej głębokości oceanu, od strefy pływów po strefę otchłani . Są wyjątkowe wśród zwierząt, ponieważ mają dwustronną symetrię w stadium larwalnym, ale pięciokrotną symetrię ( pentameryzm , specjalny typ symetrii promieniowej) jako dorośli.

Szkarłupnie są ważne zarówno biologicznie, jak i geologicznie. Z biologicznego punktu widzenia istnieje niewiele innych grup tak obfitych w biotyczną pustynię głębin morskich , a także płytsze oceany. Większość szkarłupni jest w stanie regenerować tkanki, narządy, kończyny i rozmnażać się bezpłciowo ; w niektórych przypadkach mogą przejść całkowitą regenerację z jednej kończyny. Z geologicznego punktu widzenia wartość szkarłupni tkwi w ich skostniałych szkieletach , które są głównymi składnikami wielu formacji wapiennych i mogą dostarczyć cennych wskazówek dotyczących środowiska geologicznego. Były najczęściej używanymi gatunkami w badaniach regeneracyjnych w XIX i XX wieku.

• 

  Szkarłupnia dosłownie oznacza „kolczastą skórę”, jak ilustruje ten arbuz morski jeżowiec .

• 

  Gwiazda morska w kolorze ochry była pierwszym badanym drapieżnikiem zwornikowym . Ograniczają omułki , które mogą przytłoczyć społeczności międzypływowe.

• 

  Kolorowe lilie morskie w płytkich wodach

• 

  Ogórki morskie filtrują pokarm na planktonie i zawieszonych ciałach stałych.

• 

  Świnka morska , głębinowy ogórek morski, jest jedyną szkarłupnią poruszającą się na nogach.

• 

  Benthopelagiczny i bioluminescencyjny pływający ogórek morski o głębokości 3200 metrów

Niektórzy naukowcy utrzymują, że promieniowanie szkarłupni było odpowiedzialne za mezozoiczną rewolucję morską . Oprócz trudnego do sklasyfikowania Arkarua ( zwierzę prekambryjskie z pentameryczną symetrią radialną podobną do szkarłupni), pierwsi definitywni członkowie gromady pojawili się na początku kambru .

Hemichordaty

Szczeliny skrzelowe (gardłowe).

Robak żołądź jest związany z rozwojem szczelin skrzelowych.

Szczeliny skrzelowe u żołędzia (po lewej) i osłonica (po prawej)

Szczeliny skrzelowe zostały opisane jako „najważniejsza innowacja morfologiczna wczesnych deuterostomów”. W organizmach wodnych szczeliny skrzelowe umożliwiają wypłynięcie wody, która dostaje się do ust podczas karmienia. Niektóre akordy bezkręgowców również wykorzystują szczeliny do filtrowania pokarmu z wody.

Hemichordaty tworzą siostrzany typ szkarłupni . Są to samotne organizmy w kształcie robaków, rzadko spotykane przez ludzi ze względu na ich styl życia. Obejmują one dwie główne grupy, robaki żołędziowe i Pterobranchia . Pterobranchia tworzą klasę obejmującą około 30 gatunków małych zwierząt w kształcie robaków, które żyją w wydzielanych rurkach na dnie oceanu. Robaki żołędziowe tworzą klasę obejmującą około 111 gatunków, które na ogół żyją w norach w kształcie litery U na dnie morskim, od linii brzegowej do głębokości 3000 metrów. Robaki leżą tam z trąbą wystającą z jednego otworu w norze, żyjąc jako pokarmy depozytowe lub pokarmy zawiesinowe. Przypuszcza się, że przodkowie robaków żołądź żyli w tubach, podobnie jak ich krewni, Pterobranchia, ale ostatecznie zaczęli żyć bezpieczniej i bardziej osłonięcie w norach osadowych. Niektóre z tych robaków mogą urosnąć do bardzo długich; jeden konkretny gatunek może osiągnąć długość 2,5 metra (8 stóp 2 cale), chociaż większość żołędzi jest znacznie mniejsza.

Robaki żołędziowe są bardziej wyspecjalizowane i zaawansowane niż inne organizmy podobne do robaków. Mają układ krążenia z sercem, które działa również jako nerka. Robaki żołędziowe mają podobne do skrzeli struktury, których używają do oddychania, podobnie jak skrzela ryb. Dlatego czasami mówi się, że robaki żołędziowe są łącznikiem między klasycznymi bezkręgowcami a kręgowcami . Robaki żołędziowe nieustannie tworzą nowe szczeliny skrzelowe, gdy rosną, a niektóre starsze osobniki mają ponad sto z każdej strony. Każda szczelina składa się z komory skrzelowej otwierającej się do gardła przez szczelinę w kształcie litery U. Rzęski przepychają wodę przez szczeliny, utrzymując stały przepływ, podobnie jak u ryb. Niektóre robaki żołędziowe mają również ogon postanalny, który może być homologiczny do ogona postanalnego kręgowców.

Trzyczęściowy plan ciała żołędzia nie występuje już u kręgowców, z wyjątkiem anatomii przedniej cewy nerwowej, która później rozwinęła się w mózg podzielony na trzy części. Oznacza to, że część pierwotnej anatomii wczesnych przodków strunowców jest nadal obecna u kręgowców, nawet jeśli nie zawsze jest widoczna. Jedna z teorii głosi, że trzyczęściowe ciało pochodzi od wczesnego wspólnego przodka deuterostomów, a może nawet od wspólnego dwustronnego przodka zarówno deuterostomów, jak i protostomów. Badania wykazały, że ekspresja genów w zarodku ma trzy takie same ośrodki sygnalizacyjne, które kształtują mózgi wszystkich kręgowców, ale zamiast brać udział w tworzeniu ich układu nerwowego, kontrolują rozwój różnych regionów ciała.

Akordy morskie

Lancet, podobnie jak wszystkie cefalochordy, ma głowę. Dorosłe lancety zachowują cztery kluczowe cechy strunowców: strunę grzbietową, wydrążony grzbietowy rdzeń nerwowy, szczeliny gardłowe i ogon za odbytem. Woda z ust dostaje się do szczelin gardłowych, które odfiltrowują cząstki pokarmu. Przefiltrowana woda zbiera się następnie w przedsionku i wypływa przez atriopore.

chordate ma trzy podtypy, z których jeden to kręgowce (patrz poniżej). Pozostałe dwa podtypy to bezkręgowce morskie: osłonice ( salpy i tryskacze morskie ) oraz głowonogi (takie jak lancety ). Struny bezkręgowców są bliskimi krewnymi kręgowców. W szczególności dyskutowano o tym, jak blisko niektóre wymarłe gatunki morskie, takie jak Pikaiidae , Palaeospondylus , Zhongxiniscus i Vetulicolia , może odnosić się do przodków kręgowców.

• Struny bezkręgowców są bliskimi krewnymi kręgowców
• 

  Lancelet , mały, półprzezroczysty cefalochordat przypominający rybę , jest jednym z najbliższych żyjących bezkręgowców spokrewnionych z kręgowcami.

• 

  Osłonice, takie jak te fluorescencyjne tryskacze morskie , mogą dostarczyć wskazówek dotyczących pochodzenia kręgowców, a tym samym człowieka.

• 

  Pyrosomy to swobodnie unoszące się bioluminescencyjne osłonki złożone z setek osobników.

• 

  Łańcuch Salp

W akordach cztery wyżej oznaczone wspólne cechy pojawiają się w pewnym momencie podczas rozwoju.

Stadium larwalne osłonic posiada wszystkie cechy charakterystyczne dla strunowców: strunę grzbietową, wydrążony rdzeń nerwowy grzbietowy, szczeliny gardłowe i ogon za odbytem.

W stadium dorosłym osłonki struna grzbietowa, przewód nerwowy i ogon zanikają.

Zwierzęta kręgowe

Ryba płetwiasta

Czworonog morski ( kaszalot )

szkieletowe przedstawiające kręgosłup i szkielet wewnętrzny biegnący od głowy do ogona.

Główny artykuł: kręgowiec morski

Kręgowce (łac. stawy kręgosłupa ) to podtyp akordów . Są to struny, które mają kręgosłup (kręgosłup). Kręgosłup zapewnia centralną konstrukcję nośną dla wewnętrznego szkieletu , który nadaje kształt, podparcie i ochronę ciała oraz może zapewniać środki do mocowania płetw lub kończyn do ciała. Kręgosłup służy również do przechowywania i ochrony rdzenia kręgowego , który leży w kręgosłupie.

Kręgowce morskie można podzielić na ryby morskie i czworonogi morskie .

ryba morska

Dalsze informacje: Ryby , różnorodność ryb i ewolucja ryb

Ryby zazwyczaj oddychają, pobierając tlen z wody przez skrzela , a ich skóra jest chroniona przez łuski i śluz . Używają płetw do poruszania się i stabilizowania w wodzie i zwykle mają dwukomorowe serce i oczy dobrze przystosowane do widzenia pod wodą, a także inne systemy sensoryczne . Od 2017 roku opisano ponad 33 000 gatunków ryb, z czego około 20 000 to ryby morskie.

← kręgowce	bezszczękowa ryba   śluzice   minogi żuchwa ryba ryby chrzęstnoszkieletowe ryby kostne →
(pozostały)

Ryba bez szczęki

Potwór Tully, dziwnie wyglądające wymarłe zwierzę z oczami jak głowa młota wystającymi z grzbietu, może być wczesną rybą bez szczęki.

Wczesne ryby nie miały szczęk . Większość z nich wymarła, gdy zostały pokonane przez ryby szczękowe (poniżej), ale przetrwały dwie grupy: śluzice i minogi . Śluzice tworzą klasę około 20 gatunków ryb morskich w kształcie węgorza , wytwarzających śluz . Są jedynymi znanymi żywymi zwierzętami, które mają czaszkę , ale nie mają kręgosłupa . Minogi tworzą nadklasę zawierającą 38 znanych zachowanych gatunków ryb bezszczękowych . Dorosły minóg charakteryzuje się zębatym, przypominającym lejek ssącym pyskiem. Chociaż są dobrze znane z wbijania się w mięso innych ryb w celu wysysania ich krwi , tylko 18 gatunków minogów jest w rzeczywistości pasożytami. Śluzica i minogi są razem siostrzaną grupą kręgowców. Żywe śluzice pozostają podobne do śluzic sprzed około 300 milionów lat. Minogi są bardzo starożytną linią kręgowców, chociaż ich dokładne pokrewieństwo z śluzicami i kręgowcami szczękowymi jest nadal kwestią sporną. Analiza molekularna od 1992 roku sugeruje, że śluzice są najbliżej spokrewnione z minogami, podobnie jak kręgowce w sensie monofiletycznym . Inni uważają je za siostrzaną grupę kręgowców z taksonu pospolitego craniata.

Potwór z Tully to wymarły rodzaj dwuboczników o miękkim ciele, który żył w tropikalnych ujściach rzek około 300 milionów lat temu. Od 2016 roku toczą się kontrowersje co do tego, czy to zwierzę było kręgowcem, czy bezkręgowcem. W 2020 roku naukowcy znaleźli „mocne dowody”, że potwór z Tully był kręgowcem i bezszczękową rybą z linii minoga .

• 

  Śluzice to jedyne znane żyjące zwierzęta z czaszką , ale bez kręgosłupa .

• 

  Minogi są często pasożytami i mają zębate, przypominające lejek usta ssące.

• 

  Wymarły Pteraspidomorphi , przodek kręgowców szczękowych

Pteraspidomorphi to wymarła klasa wczesnych ryb bezszczękowych, przodków kręgowców szczękowych. Nieliczne cechy, które dzielą z tymi ostatnimi, są obecnie uważane za prymitywne dla wszystkich kręgowców .

Mniej więcej na początku dewonu zaczęły pojawiać się ryby z głęboką przebudową czaszki kręgowca, która doprowadziła do powstania szczęki . Wszystkie szczęki kręgowców, w tym szczęka ludzka, wyewoluowały z tych wczesnych szczęk ryb. Pojawienie się szczęki wczesnych kręgowców zostało opisane jako „być może najgłębszy i najbardziej radykalny krok ewolucyjny w historii kręgowców”. Szczęki umożliwiają chwytanie, trzymanie i żucie zdobyczy. Ryby bez szczęk miały większe trudności z przeżyciem niż ryby ze szczękami, a większość ryb bezszczękowych wymarła w okresie triasu.

Ryby chrzęstne

Główny artykuł: ryby chrzęstne

Ryby szczękowe dzielą się na dwie główne grupy: ryby z wewnętrznymi szkieletami kostnymi i ryby z wewnętrznymi szkieletami chrzęstnymi . Ryby chrzęstnoszkieletowe, takie jak rekiny i płaszczki , mają szczęki i szkielety zbudowane raczej z chrząstki niż z kości . Megalodon to wymarły gatunek rekina, który żył około 28 do 1,5 mln lat. Wyglądał bardzo podobnie do krępej wersji żarłacza białego , ale był znacznie większy, a długość skamielin sięgała 20,3 metra (67 stóp). Występujący we wszystkich oceanach był jednym z największych i najpotężniejszych drapieżników w historii kręgowców i prawdopodobnie miał ogromny wpływ na życie morskie. The Rekin grenlandzki ma najdłuższą znaną długość życia ze wszystkich kręgowców, około 400 lat. Niektóre rekiny, takie jak żarłacz biały, są częściowo stałocieplne i rodzą żywe. Manta , największa płaszczka na świecie, była celem rybołówstwa i jest teraz narażona .

• Ryby chrzęstne
• 

  Ryby chrzęstnoszkieletowe mogły wyewoluować z kolczastych rekinów .

• 

  płaszczka

• 

  Manta ray , największy promień

• 

  Sawfish , płaszczki z długimi mównicami przypominającymi piłę. Wszystkie gatunki są obecnie zagrożone .

• 

  Wymarły megalodon przypominał gigantycznego żarłacza białego .

• 

  Rekin grenlandzki żyje dłużej niż jakikolwiek inny kręgowiec.

• 

  Największa żyjąca ryba, rekin wielorybi , jest obecnie gatunkiem wrażliwym .

Oścista ryba

Guiyu oneiros , najwcześniejsza znana ryba kostnoszkieletowa, żyła w późnym sylurze 419 milionów lat temu.

Płetwy płatkowe są osadzone w ciele przez kościste łodygi. Ewoluowały w nogi pierwszych lądowych kręgowców czworonogów.

Płetwy Ray mają kolce (promienie), które można ustawić w celu usztywnienia płetwy w celu lepszej kontroli wydajności pływania.

Dalsze informacje: Koścista ryba

Kościste ryby mają szczęki i szkielety wykonane z kości , a nie z chrząstki . Ryby kostnoszkieletowe mają również twarde, kostne płytki zwane wieczkiem , które pomagają im oddychać i chronić skrzela, a często posiadają pęcherz pławny , którego używają do lepszej kontroli pływalności. Ryby kostnoszkieletowe można dalej podzielić na te z płetwami płatkowymi i te z płetwami promienistymi . Przybliżone daty w drzewie filogenetycznym pochodzą z Near i in., 2012 oraz Zhu i in., 2009.

← koścista ryba	płetwy płatkowe     Coelacanths     dwudyszne     czworonogi → 419 mln lat   płetwy promienia     chondrostejczycy       ( jesiotr , wiosłonos , bichir , trzcina )   neopterygianie     holostejczycy       ( łuk , gars ) 275 milionów lat temu   teleosty     wszystkie pozostałe ryby (około 14 000 gatunków morskich) 310 milionów lat temu 360 milionów lat temu 400 milionów lat temu
(pozostały)

Płetwy płatowe mają postać mięsistych płatów wspartych na kościstych łodygach wystających z ciała. Guiyu oneiros , najwcześniejsza znana ryba kostnoszkieletowa, żyła w późnym sylurze 419 milionów lat temu. Ma połączenie cech płetwiastych i płetwiastych, chociaż analiza całości jego cech stawia go bliżej ryb płetwiastych. Płetwy płatkowe ewoluowały w nogi pierwszych kręgowców lądowych czworonogów, więc co za tym idzie, wczesnym przodkiem człowieka była ryba płetwiasta. Oprócz coelacanths i dwudysznych wymarły ryby płetwiaste.

Pozostałe kościste ryby mają płetwy promieniowe. Są one wykonane z pajęczyn skóry podtrzymywanych przez kościste lub zrogowaciałe kolce (promienie), które można wznieść, aby kontrolować sztywność płetw.

• Główną cechą wyróżniającą chondrosteany ( jesiotry , wiosłonosy , bichir i reedfish ) jest chrzęstny charakter ich szkieletów. Uważa się, że przodkami chondrostejczyków były ryby kostnoszkieletowe, ale cecha skostniałego szkieletu została utracona w późniejszym rozwoju ewolucyjnym, co spowodowało rozjaśnienie ramy.
• Neopterygowie (z greckiego oznaczające nowe płetwy ) pojawili się gdzieś w późnym permie, przed dinozaurami. Były bardzo udaną grupą ryb, ponieważ mogły poruszać się szybciej niż ich przodkowie. Ich łuski i szkielety zaczęły się rozjaśniać podczas ewolucji, a ich szczęki stały się potężniejsze i wydajniejsze.

Teleosty

Teleosty mają ogony homocercalne .

Główny artykuł: Teleost

Około 96% wszystkich współczesnych gatunków ryb to teleoste, z czego około 14 000 to gatunki morskie. Teleosty można odróżnić od innych ryb kostnoszkieletowych po posiadaniu homocercalnego ogona , ogona, w którym górna połowa odzwierciedla dolną. Kolejna różnica polega na ich kościach szczękowych – teleoste mają modyfikacje w mięśniach szczęki, które umożliwiają im wysuwanie szczęk . To pozwala im złapać zdobycz i wciągnąć ją do ust . Ogólnie rzecz biorąc, teleoste są zwykle szybsze i bardziej elastyczne niż bardziej podstawne ryby kostnoszkieletowe. Ich struktura szkieletowa ewoluowała w kierunku większej lekkości. Chociaż kości doskonałokostne są dobrze zwapnione , są zbudowane z rusztowania z rozpórek, a nie z gęstych gąbczastych kości ryb holosteańskich .

Teleosty występują w prawie wszystkich siedliskach morskich . Mają ogromną różnorodność i wahają się od dorosłych babek o długości 8 mm do samogłów oceanicznych ważących ponad 2000 kg. Poniższe zdjęcia pokazują nieco różnorodności kształtu i koloru współczesnych morskich teleostów...

• 

  Żaglica

• 

  Mahi-mahi

• 

  Węgorz

• 

  Konik morski
  

• 

  Samogłów oceaniczny

• 

  Żabnica

• 

  Rozdymka tygrysia

• 

  Rogatnica klauna

• 

  Smok mandarynkowy

Prawie połowa wszystkich istniejących gatunków kręgowców to teleoste.

Czworonogi morskie

Zobacz też: Czworonogi i ewolucja czworonogów

Tiktaalik , wymarła ryba płetwiasta, rozwinęła płetwy przypominające kończyny, które mogły zabrać ją na ląd.

Czworonog (po grecku cztery stopy ) to kręgowiec z kończynami ( stopami ). Czworonogi wyewoluowały ze starożytnych ryb płetwiastych około 400 milionów lat temu w okresie dewonu , kiedy ich najwcześniejsi przodkowie wynurzyli się z morza i przystosowali do życia na lądzie. Ta zmiana od planu ciała do oddychania i nawigacji w wodzie neutralnej grawitacyjnie do planu ciała z mechanizmami umożliwiającymi zwierzęciu oddychanie powietrzem bez odwodnienia i poruszanie się po lądzie jest jedną z najgłębszych znanych zmian ewolucyjnych. Czworonogi można podzielić na cztery klasy: płazy , gadów , ptaków i ssaków .

← czworonogi	płazy (nie ma prawdziwych płazów morskich) owodniowce ssaki zauropsydy lepidozaury (jaszczurki, w tym węże) archozaury (żółwie, krokodyle i ptaki)

Czworonogi morskie to czworonogi, które powróciły z lądu z powrotem do morza. Pierwsze powroty do oceanu mogły mieć miejsce już w okresie karbonu , podczas gdy inne powroty miały miejsce dopiero w kenozoiku , jak u waleni, płetwonogich i kilku współczesnych płazów . Płazy (z greckiego dla obu rodzajów życia ) część życia spędzają w wodzie, a część na lądzie. Do rozmnażania potrzebują głównie świeżej wody. Kilka żyje w wodach słonawych, ale nie ma prawdziwych płazów morskich. Istnieją jednak doniesienia o inwazji płazów na wody morskie, takie jak inwazja na Morze Czarne przez naturalną hybrydę Pelophylax esculentus zgłoszona w 2010 r.

Gady

Główny artykuł: gad morski

Zobacz też: Ewolucja gadów

Gady (późna łacina oznaczająca pełzanie lub pełzanie ) nie mają wodnego stadium larwalnego iw ten sposób różnią się od płazów. Większość gadów jest jajorodnych, chociaż kilka gatunków łuskonośnych jest żyworodnych , podobnie jak niektóre wymarłe klady wodne - płód rozwija się w matce, zawarty raczej w łożysku niż w skorupce jaja . Jako owodniowce , jaja gadów są otoczone błonami ochronnymi i transportowymi, które przystosowują je do rozmnażania na suchym lądzie. Wiele żyworodnych gatunków karmi swoje płody poprzez różne formy łożyska, analogiczne do ssaków , z niektórymi zapewniającymi wstępną opiekę nad ich pisklętami.

Niektóre gady są bliżej spokrewnione z ptakami niż inne, a wielu naukowców woli, aby Reptilia była grupą monofiletyczną, która obejmuje ptaki. Do istniejących gadów innych niż ptasie, które zamieszkują lub często odwiedzają morze, należą żółwie morskie , węże morskie , żółwie morskie , iguana morska i krokodyl różańcowy . Obecnie z około 12 000 istniejących gatunków i podgatunków gadów tylko około 100 zalicza się do gadów morskich.

Z wyjątkiem niektórych węży morskich, większość istniejących gadów morskich jest jajorodna i musi wrócić na ląd, aby złożyć jaja. Oprócz żółwi morskich, gatunki te spędzają większość swojego życia na lądzie lub w jego pobliżu, a nie w oceanie. Węże morskie na ogół preferują płytkie wody w pobliżu lądu, wokół wysp, zwłaszcza wody nieco osłonięte, a także w pobliżu estuariów. W przeciwieństwie do węży lądowych, węże morskie wyewoluowały spłaszczone ogony, które pomagają im pływać.

• 

  Legwan morski

• 

  Żółw skórzasty

• 

  Krokodyl słonowodny

• 

  Węże morskie mają spłaszczone ogony.

• 

  Starożytny Ichthyosaurus communis niezależnie wyewoluował płetwy podobne do delfinów.

Niektóre wymarłe gady morskie, takie jak ichtiozaury , ewoluowały tak, że były żyworodne i nie musiały wracać na ląd. Ichtiozaury przypominały delfiny. Po raz pierwszy pojawiły się około 245 milionów lat temu i zniknęły około 90 milionów lat temu. Ziemski przodek ichtiozaura nie miał już żadnych cech na grzbiecie ani ogonie, które mogłyby pomóc w procesie ewolucji. Jednak ichtiozaur rozwinął grzbietową i ogonową , co poprawiło jego zdolność pływania. Biolog Stephen Jay Gould powiedział, że ichtiozaur był jego ulubionym przykładem zbieżnej ewolucji . Najwcześniejsze gady morskie pojawiły się w permie . W mezozoiku wiele grup gadów przystosowało się do życia w morzach, w tym ichtiozaury , plezjozaury , mozazaury , notozaury , placodonty , żółwie morskie , talatozaury i talatozaury . Gady morskie były mniej liczne po masowym wymieraniu pod koniec w kreda .

Ptaki

Główny artykuł: Seabird

Sieć pokarmowa ptaków wodnych w zatoce Chesapeake

Ptaki morskie są przystosowane do życia w środowisku morskim . Często nazywane są ptakami morskimi . Podczas gdy ptaki morskie różnią się znacznie pod względem stylu życia, zachowania i fizjologii, często wykazują uderzająco zbieżną ewolucję , ponieważ te same problemy środowiskowe i nisze żywieniowe doprowadziły do ​​​​podobnych adaptacji. Przykłady obejmują albatrosy , pingwiny , głuptaki i alki .

Ogólnie rzecz biorąc, ptaki morskie żyją dłużej, rozmnażają się później i mają mniej młodych niż ptaki lądowe, ale inwestują dużo czasu w swoje młode. Większość gatunków gniazduje w koloniach , których wielkość może wahać się od kilkudziesięciu ptaków do milionów. Wiele gatunków słynie z odbywania długich rocznych migracji , przekraczania równika lub w niektórych przypadkach okrążania Ziemi. Żywią się zarówno na powierzchni oceanu, jak i pod nim, a nawet żywią się sobą nawzajem. Ptaki morskie mogą być wysoce pelagiczne , przybrzeżnych lub w niektórych przypadkach spędzają część roku całkowicie z dala od morza. Niektóre ptaki morskie spadają z wysokości, zanurzając się w wodzie, pozostawiając smugi przypominające opary, podobne do śladów samolotów myśliwskich. Głuptaki zanurzają się w wodzie z prędkością do 100 kilometrów na godzinę (60 mil na godzinę). Mają worki powietrzne pod skórą na twarzy i klatce piersiowej, które działają jak folia bąbelkowa , amortyzując uderzenie wodą.

• 

  Mewa srebrzysta atakuje ławice śledzia z góry.

• 

  Pingwin białobrewy pływający pod wodą

• 

  Albatrosy występują na ogromnych obszarach oceanów, a niektóre nawet okrążają kulę ziemską.

• 

  Głuptany „bombardują” z dużą prędkością.

Pierwsze ptaki morskie wyewoluowały w okresie kredowym , aw paleogenie pojawiły się współczesne rodziny ptaków morskich .

Ssaki

Wydra morska , klasyczny gatunek zwornikowy , który kontroluje liczbę jeżowców

Główny artykuł: ssak morski

Zobacz też: Ewolucja waleni , Ewolucja syren i Lista gatunków ssaków morskich

Ssaki (z łac. pierś ) charakteryzują się obecnością gruczołów sutkowych , które u samic wytwarzają mleko do karmienia (pielęgnowania) młodych. Istnieje około 130 żywych i niedawno wymarłych ssaków morskich , takich jak foki , delfiny , wieloryby , manaty , wydry morskie i niedźwiedzie polarne . Nie reprezentują odrębnego taksonu ani systematycznej grupy, ale zamiast tego są zjednoczone przez poleganie na środowisku morskim w zakresie żywienia. Zarówno walenie, jak i syreny są w pełni wodne i dlatego są bezwzględnymi mieszkańcami wody. Foki i lwy morskie są półwodne; spędzają większość czasu w wodzie, ale muszą wrócić na ląd w celu wykonania ważnych czynności, takich jak krycie , rozmnażanie i linienie . Natomiast zarówno wydry, jak i niedźwiedź polarny są znacznie mniej przystosowane do życia w wodzie. Ich dieta również znacznie się różni: niektóre mogą jeść zooplankton ; inni mogą jeść ryby, kalmary, skorupiaki i trawę morską; a kilka może jeść inne ssaki.

W procesie zbieżnej ewolucji ssaki morskie, zwłaszcza walenie, takie jak delfiny i wieloryby, przekształciły swój plan ciała , aby był równoległy do ​​opływowego wrzecionowatego planu ciała ryb pelagicznych . Przednie nogi zmieniły się w płetwy , a tylne zniknęły, płetwa grzbietowa pojawiła się ponownie, a ogon przekształcił się w potężną poziomą przywrę . Ten plan ciała jest przystosowaniem do bycia aktywnym drapieżnikiem w środowisku o dużym oporze . Równoległa konwergencja nastąpiła w przypadku wymarłego już gada morskiego ichtiozaur .

• 

  Zagrożony płetwal błękitny , największe żyjące zwierzę

• 

  Delfin butlonosy ma najwyższą encefalizację ze wszystkich zwierząt po ludziach

• 

  Wieloryb Beluga

• 

  Diugoń pasący się na trawie morskiej

• 

  Mors

• 

  Niedźwiedź polarny

Producenci pierwotni

Złożony obraz przedstawiający globalne rozmieszczenie fotosyntezy, obejmujące zarówno fitoplankton oceaniczny, jak i roślinność lądową . Ciemnoczerwony i niebiesko-zielony wskazują regiony o wysokiej aktywności fotosyntetycznej odpowiednio w oceanie i na lądzie.

Główny artykuł: morska produkcja podstawowa

Zobacz też: ewolucja fotosyntezy

Głównymi producentami są organizmy autotroficzne , które wytwarzają własne pożywienie zamiast zjadać inne organizmy. Oznacza to, że producenci surowców stają się punktem wyjścia w łańcuchu pokarmowym dla organizmów heterotroficznych , które zjadają inne organizmy. Niektórzy pierwotni producenci morscy to wyspecjalizowane bakterie i archeony, które są chemotrofami , wytwarzającymi własne pożywienie poprzez gromadzenie się wokół kominów hydrotermalnych i zimnych wycieków oraz stosując chemosyntezę . Jednak większość morskiej produkcji podstawowej pochodzi od organizmów wykorzystujących fotosyntezę na rozpuszczonym w wodzie dwutlenku węgla. Proces ten wykorzystuje energię światła słonecznego do przekształcania wody i dwutlenku węgla w cukry, które mogą być wykorzystywane zarówno jako źródło energii chemicznej, jak i cząsteczek organicznych, które są wykorzystywane w elementach strukturalnych komórek. Morscy producenci surowców są ważni, ponieważ stanowią podstawę prawie wszystkich organizmów morskich, wytwarzając większość tlenu i pożywienia, które dostarczają innym organizmom energii chemicznej, której potrzebują do istnienia.

Głównymi producentami surowców morskich są cyjanobakterie , algi i rośliny morskie. Tlen uwalniany jako produkt uboczny fotosyntezy jest potrzebny prawie wszystkim żywym organizmom do oddychania komórkowego . Ponadto producenci surowców mają wpływ na globalny obieg węgla i wody . Stabilizują obszary przybrzeżne i mogą zapewniać siedliska zwierzętom morskim. Termin „ podział” był tradycyjnie używany zamiast typu podczas omawiania producentów surowców, ale Międzynarodowy Kodeks Nomenklatury alg, grzybów i roślin akceptuje teraz oba terminy jako odpowiedniki.

Cyjanobakteria

Cyjanobakteria

Cyjanobakterie z maty mikrobiologicznej . Cyjanobakterie były pierwszymi organizmami, które uwalniały tlen w procesie fotosyntezy.

Rodzaj cyjanobakterii Prochlorococcus jest głównym źródłem tlenu atmosferycznego.

Cyjanobakterie były pierwszymi organizmami, które rozwinęły zdolność przekształcania światła słonecznego w energię chemiczną. Tworzą gromadę (podział) bakterii, które wahają się od jednokomórkowych do nitkowatych i obejmują gatunki kolonialne . Występują prawie wszędzie na ziemi: w wilgotnej glebie, zarówno w środowisku słodkowodnym, jak i morskim, a nawet na skałach Antarktydy. W szczególności niektóre gatunki występują jako dryfujące komórki pływające w oceanie i jako takie były jednymi z pierwszych fitoplanktonu .

Pierwszymi głównymi producentami, którzy wykorzystali fotosyntezę, były sinice oceaniczne około 2,3 miliarda lat temu. Uwolnienie tlenu cząsteczkowego przez cyjanobakterie jako produkt uboczny fotosyntezy wywołało globalne zmiany w środowisku Ziemi. Ponieważ tlen był toksyczny dla większości form życia na Ziemi w tamtym czasie, doprowadziło to do bliskiego wyginięcia organizmów nietolerujących tlenu , dramatycznej zmiany , która przekierowała ewolucję głównych gatunków zwierząt i roślin.

Malutka cyjanobakteria morska Prochlorococcus , odkryta w 1986 r., stanowi dziś część podstawy oceanicznego łańcucha pokarmowego i odpowiada za znaczną część fotosyntezy otwartego oceanu oraz około 20% tlenu w ziemskiej atmosferze. Jest to prawdopodobnie najliczniejszy rodzaj na Ziemi: jeden mililitr powierzchniowej wody morskiej może zawierać 100 000 lub więcej komórek.

Pierwotnie biolodzy klasyfikowali cyjanobakterie jako algi i nazywali je „niebiesko-zielonymi algami”. Nowszy pogląd jest taki, że cyjanobakterie są bakteriami, a zatem nie należą nawet do tego samego królestwa co algi. Obecnie większość autorytetów wyklucza z definicji glonów wszystkie prokarioty , a zatem cyjanobakterie.

glony

Okrzemki

          Centryczny

        pennate

Okrzemki mają łuskę krzemionkową ( frustule ) o symetrii promieniowej (centrycznej) lub dwustronnej (pierścieniowatej).

wiciowce

Opancerzony

Nieopancerzony

Tradycyjnie bruzdnice były przedstawiane jako opancerzone lub nieopancerzone.

Glony to nieformalne określenie szeroko rozpowszechnionej i zróżnicowanej grupy protistów fotosyntetyzujących , które niekoniecznie są blisko spokrewnione, a zatem są polifiletyczne . Algi morskie można podzielić na sześć grup:

• zielone algi , nieformalna grupa zawierająca około 8000 uznanych gatunków. Wiele gatunków żyje przez większość swojego życia jako pojedyncze komórki lub są nitkowate, podczas gdy inne tworzą kolonie złożone z długich łańcuchów komórek lub są wysoce zróżnicowanymi makroskopowymi wodorostami.
• algi czerwone , (sporna) gromada zawierająca około 7000 uznanych gatunków, w większości wielokomórkowych i obejmująca wiele godnych uwagi wodorostów .
• algi brunatne , klasa zawierająca około 2000 uznanych gatunków, głównie wielokomórkowych i obejmująca wiele wodorostów, w tym wodorosty
• okrzemki , (sporna) gromada zawierająca około 100 000 uznanych gatunków glonów, głównie jednokomórkowych. Okrzemki wytwarzają około 20 procent tlenu produkowanego na planecie każdego roku, pobierają rocznie ponad 6,7 miliarda ton krzemu z wód, w których żyją, i dostarczają prawie połowę materiału organicznego znajdującego się w oceanach. Muszle ( frustule ) martwych okrzemek mogą sięgać nawet pół mili na dno oceanu .
• dinoflagellates , gromada jednokomórkowych wiciowców z około 2000 gatunków morskich. Wiadomo, że wiele wiciowców jest fotosyntetyzujących , ale duża część z nich jest w rzeczywistości miksotroficzna , łącząc fotosyntezę z połykaniem zdobyczy ( fagotrofia ). Niektóre gatunki są endosymbiontami zwierząt morskich i odgrywają ważną rolę w biologii raf koralowych . Inne poprzedzają inne pierwotniaki, a kilka form jest pasożytniczych.
• euglenophytes , gromada jednokomórkowych wiciowców z tylko kilkoma członkami morskimi

W przeciwieństwie do roślin wyższych glony nie mają korzeni, łodyg ani liści. Można je sklasyfikować według wielkości jako mikroalgi lub makroglony .

Mikroalgi to mikroskopijne rodzaje glonów, niewidoczne gołym okiem. Są to głównie jednokomórkowe , które istnieją pojedynczo lub w łańcuchach lub grupach, chociaż niektóre są wielokomórkowe . Mikroglony są ważnymi składnikami protistów morskich ( omówionych powyżej ), a także fitoplanktonu ( omówionego poniżej ). Są bardzo różnorodne . Szacuje się, że istnieje 200 000-800 000 gatunków, z których około 50 000 zostało opisanych. W zależności od gatunku ich rozmiary wahają się od kilku mikrometrów (µm) do kilkuset mikrometrów. Są specjalnie przystosowane do środowiska zdominowanego przez siły lepkie.

• 

  Chlamydomonas globosa , jednokomórkowa zielona alga z dwiema wiciami widocznymi u dołu po lewej stronie

• 

  Chlorella vulgaris , pospolita zielona mikroalga , w endosymbiozie z orzęskami

• 

  Okrzemka centryczna

• 

  wiciowce

Makroalgi to większe, wielokomórkowe i bardziej widoczne rodzaje alg, powszechnie nazywane wodorostami . Wodorosty zwykle rosną w płytkich wodach przybrzeżnych, gdzie są zakotwiczone w dnie morskim przez mocowanie . Dryfujące wodorosty mogą wylewać się na plaże. Kelp to duże brązowe wodorosty, które tworzą duże podwodne lasy pokrywające około 25% światowych wybrzeży. Należą do najbardziej produktywnych i dynamicznych ekosystemów na Ziemi. Jakiś Sargassum wodorosty są planktoniczne (swobodnie pływające). Podobnie jak mikroalgi, makroalgi (wodorosty) są technicznie morskimi protistami , ponieważ nie są prawdziwymi roślinami.

• 

  
  Wodorosty to makroskopowa forma alg czerwonych , brązowych lub zielonych .

• 

  Sargassum to planktonowa brunatna alga z pęcherzami powietrza, które pomagają jej unosić się na wodzie.

• 

  Ryby Sargassum są zakamuflowane, aby żyć wśród dryfujących wodorostów Sargassum .

Lasy wodorostów należą do najbardziej produktywnych ekosystemów na świecie.

• Jednokomórkowe makroalgi (patrz także makroskopowe protisty ← )
• 

  Jednokomórkowe bąbelki żyją w strefach pływów . Może mieć średnicę 4 cm.

• 

  jednokomórkowej syreny to glony w kształcie grzybów, które dorastają do 10 cm wysokości.

• 

  Glony zabójcze są organizmami jednokomórkowymi, ale wyglądają jak paprocie i wyrastają na łodygach o długości do 80 cm.

Organizmy jednokomórkowe są zwykle mikroskopijne, o długości mniejszej niż jedna dziesiąta milimetra. Są wyjątki. Kieliszek do wina Mermaid's , rodzaj subtropikalnych zielonych alg , jest jednokomórkowy, ale niezwykle duży i złożony w formie z pojedynczym dużym jądrem, co czyni go organizmem modelowym do badania biologii komórki . Kolejna jednokomórkowa alga, Caulerpa taxifolia , ma wygląd rośliny naczyniowej, w tym „liście” ułożone równo na łodygach jak paproć. Selektywna hodowla w akwariach w celu wytworzenia bardziej wytrzymałych szczepów doprowadziła do przypadkowego uwolnienia do Morza Śródziemnego, gdzie stała się inwazyjnym gatunkiem znanym potocznie jako zabójcze glony .

Pochodzenie roślin

Ewolucja namorzynów i traw morskich

W sylurze część fitoplanktonu przekształciła się w glony czerwone , brunatne i zielone . Glony te następnie zaatakowały ziemię i zaczęły ewoluować w rośliny lądowe, które znamy dzisiaj. Później, w kredzie , niektóre z tych roślin lądowych powróciły do ​​morza jako rośliny morskie, takie jak namorzyny i trawy morskie .

Rośliny morskie można znaleźć w strefach międzypływowych i płytkich wodach, takich jak trawy morskie , takie jak trawa morska i trawa żółwiowa , Thalassia . Rośliny te przystosowały się do wysokiego zasolenia środowiska oceanicznego. Życie roślinne może również kwitnąć w słonawych wodach ujść rzek , gdzie mogą rosnąć namorzyny , trawa pospolita lub trawa plażowa .

• 

  Namorzyny

• 

  Łąka trawy morskiej

• 

  Smoki morskie zakamuflowane tak, by wyglądały jak pływające wodorosty, żyją w lasach wodorostów i na łąkach porośniętych trawą morską.

Całkowity światowy obszar lasów namorzynowych oszacowano w 2010 roku na 134 257 kilometrów kwadratowych (51 837 2) (na podstawie danych satelitarnych). Całkowity światowy obszar łąk trawy morskiej jest trudniejszy do określenia, ale ostrożnie oszacowano go w 2003 roku na 177 000 kilometrów kwadratowych (68 000 2).

Namorzyny i trawy morskie zapewniają ważne siedliska wylęgowe dla życia morskiego, działając jako kryjówki i miejsca żerowania dla larw i młodych form większych ryb i bezkręgowców.

Plankton i interakcje troficzne

Plankton to dryfujące lub pływające organizmy, które nie potrafią płynąć pod prąd i obejmują organizmy z większości dziedzin życia: bakterie , archeony , algi , pierwotniaki i zwierzęta .

Dalsze informacje: plankton , bakterioplankton , ichtioplankton i mykoplankton

Plankton (z gr. wędrowiec ) to zróżnicowana grupa organizmów, które żyją w słupie wody dużych zbiorników wodnych, ale nie potrafią pływać pod prąd. W rezultacie wędrują lub dryfują z prądami. Plankton jest definiowany przez swoją niszę ekologiczną , a nie przez jakąkolwiek klasyfikację filogenetyczną lub taksonomiczną . Są kluczowym źródłem pożywienia dla wielu zwierząt morskich, od ryb pastewnych po wieloryby . Plankton można podzielić na składnik roślinopodobny i składnik zwierzęcy.

Fitoplankton

Fitoplankton to roślinopodobne składniki zbiorowiska planktonu („fito” pochodzi od greckiego słowa oznaczającego roślinę ). Są autotroficzne (samoodżywiające się), co oznacza, że ​​wytwarzają własne pożywienie i nie muszą konsumować innych organizmów.

Fitoplankton składa się głównie z mikroskopijnych fotosyntetyzujących eukariontów , które zamieszkują górne warstwy nasłonecznione we wszystkich oceanach. Do fotosyntezy potrzebują światła słonecznego. Większość fitoplanktonu to algi jednokomórkowe, ale inne fitoplankton to bakterie, a niektóre to protisty . Grupy fitoplanktonu obejmują cyjanobakterie (powyżej) , okrzemki , różne inne rodzaje glonów (czerwone, zielone, brązowe i żółto-zielone), wiciowce , euglenoidy , coccolithophorids , kryptomonady , chryzofity , chlorofity , prasinofity i krzemionkowate . Stanowią podstawę produkcji pierwotnej , która napędza oceaniczną sieć pokarmową i stanowią połowę obecnej światowej produkcji pierwotnej, czyli więcej niż lasy lądowe.

kokolitofory

...mają talerze zwane coccoliths

...wymarła skamielina

Coccolithophores budują kalcytowe szkielety ważne dla morskiego obiegu węgla.

• Fitoplankton
• 

  Fitoplankton jest podstawą oceanicznego łańcucha pokarmowego.

• 

  Fitoplankton występuje w wielu kształtach i rozmiarach.

• 

  Okrzemki to jeden z najpowszechniejszych rodzajów fitoplanktonu.

• 

  Fitoplankton kolonialny

• 

  Cyjanobakteria Prochlorococcus odpowiada za większość pierwotnej produkcji oceanu.

• 

  Zielona szumowina cyjanobakterii wyrzucona na skałę w Kalifornii

• 

  Gyrodinium , jeden z nielicznych nagich bruzdnic bez pancerza

• 

  Zoochlorellae (zielone) żyjące wewnątrz orzęsków Stichotricha secunda

Istnieje ponad 100 000 gatunków okrzemek , które stanowią 50% pierwotnej produkcji oceanów.

Kolory czerwony, pomarańczowy, żółty i zielony reprezentują obszary obfitujące w zakwity glonów. Niebieskie obszary reprezentują strefy ubogie w składniki odżywcze, w których fitoplankton występuje w niższych stężeniach.

• 

  
  Coccolithophores nazwany na cześć serialu dokumentalnego BBC The Blue Planet
• 

  Coccolithophore Emiliania huxleyi

• 

  Zakwit glonów Emiliania huxleyi u południowego wybrzeża Anglii

• 

  Guinardia delicatula , okrzemka odpowiedzialna za zakwity glonów w Morzu Północnym i kanale La Manche

zooplankton

Radiolarianie

Rysunki Haeckela 1904 (kliknij, aby zobaczyć szczegóły)

Zooplankton jest zwierzęcym składnikiem społeczności planktonu ("zoo" pochodzi od greckiego słowa oznaczającego zwierzę ). Są heterotroficzne (żywią się innymi), co oznacza, że ​​nie mogą produkować własnej żywności i zamiast tego muszą spożywać inne rośliny lub zwierzęta jako żywność. W szczególności oznacza to, że jedzą fitoplankton.

otwornice

... może mieć więcej niż jedno jądro

...i kolce obronne

Otwornice są ważnymi jednokomórkowymi protistami zooplanktonu z muszlami wapniowymi.

Morfologia Turinga i radiolariana

Skorupa kulistego radiolariana

Mikrofotografie powłoki

Symulacje komputerowe wzorów Turinga na kuli dokładnie odzwierciedlają niektóre wzory powłok radiolariańskich.

Zooplankton jest na ogół większy niż fitoplankton, w większości nadal mikroskopijny, ale niektóre można zobaczyć gołym okiem. Wiele pierwotniaków (jednokomórkowych protistów żerujących na innych mikroskopijnych formach życia) to zooplankton, w tym zooflagellaty , otwornice , radiolarianie i niektóre wiciowce . Inne wiciowce są miksotroficzne i również można je sklasyfikować jako fitoplankton; rozróżnienie między roślinami i zwierzętami często załamuje się w bardzo małych organizmach. Inne zooplankton obejmują gatunki pelagiczne parzydełkowce , ctenofory , mięczaki , stawonogi i osłonice , a także planktonowe maratoniki i szczeciny .

Radiolarianie to jednokomórkowe protisty o skomplikowanych krzemionkowych muszlach

Mikrozooplankton: główni pasący się planktonu

• 

  Radiolarianie występują w wielu postaciach.

• 

  Grupa otwornic planktycznych

• 

  Widłonogi jedzą fitoplankton. Ten niesie jajka.

• 

  Dinoflagellate, Protoperidinium , wytłacza dużą zasłonę pokarmową, aby schwytać zdobycz.

Większy zooplankton może być drapieżnikiem na mniejszym zooplanktonie.

makrozooplankton

---

• 

  Meduza księżycowa

• 

  Obręcz Wenus , ctenofor

• 

  Strzałkowy robak

• 

  Tomopteris , planktonowy robak segmentowy o niezwykłej żółtej bioluminescencji

• 

  Amfipod morski

• 

  Kryl

• 

  Pelagiczny ogórek morski

Zewnętrzny film
Venus Girdle - Youtube

Wiele zwierząt morskich rozpoczyna życie jako zooplankton w postaci jaj lub larw, zanim rozwiną się w dorosłe osobniki. Są meroplanktyczne , to znaczy są planktoniczne tylko przez część swojego życia.

• Larwy i młode osobniki
• 

  Larwa łososia wylęgająca się z jaja

• 

  Larwa samogłów oceanicznych

• 

  Młode kałamarnice planktonowe

• 

  Stadium larwy langusty

Plankton miksotroficzny

Fala surfingowa w nocy mieni się niebieskim światłem dzięki obecności bioluminescencyjnych wiciowców, takich jak Lingulodinium polyedrum

Sugerowane wyjaśnienie świecących mórz

Zobacz także: Miksotroficzne wiciowce

Wiciowce są często miksotroficzne lub żyją w symbiozie z innymi organizmami.

• miksoplankton
• 

  Tintinnid ciliate Favella

• 

  Euglena mutabilis , fotosyntetyczny wiciowiec

• 

  Noctiluca scintillans , bioluminescencyjny wiciowiec

Niektóre wiciowce są bioluminescencyjne . W nocy woda oceaniczna może świecić od wewnątrz i błyszczeć niebieskim światłem z powodu tych bruzdnic. Bioluminescencyjne wiciowce posiadają scintillony , pojedyncze ciała cytoplazmatyczne zawierające lucyferazę bruzdnicową , główny enzym biorący udział w luminescencji. Luminescencja, zwana czasem fosforescencją morza , pojawia się jako krótkie (0,1 s) niebieskie błyski lub iskry, gdy poszczególne scyntylony są stymulowane, zwykle przez mechaniczne zakłócenia, na przykład od łodzi, pływaka lub surfowania.

Morska sieć pokarmowa

Zobacz też: Morska sieć pokarmowa

Pelagiczna sieć pokarmowa

W porównaniu ze środowiskami lądowymi, środowiska morskie mają piramidy biomasy, które są odwrócone u podstawy. W szczególności biomasa konsumentów (widłonogi, kryl, krewetki, ryby pastewne) jest większa niż biomasa producentów surowców. Dzieje się tak, ponieważ głównymi producentami oceanu są maleńki fitoplankton, który zwykle jest r-strategiem , który szybko rośnie i rozmnaża się, więc niewielka masa może mieć szybkie tempo produkcji pierwotnej. W przeciwieństwie do tego, naziemni producenci surowców, tacy jak dojrzałe lasy, są często K-strategami które rosną i rozmnażają się powoli, więc do osiągnięcia tego samego tempa produkcji podstawowej potrzebna jest znacznie większa masa.

Z powodu tej inwersji to właśnie zooplankton stanowi większość biomasy zwierząt morskich . Jako konsumenci pierwotni są kluczowym ogniwem między głównymi producentami (głównie fitoplanktonem) a resztą morskiej sieci troficznej ( konsumenci wtórni ).

Jeśli fitoplankton obumiera, zanim zostanie zjedzony, opada przez strefę eufotyczną jako część śniegu morskiego i osiada w głębinach morskich. W ten sposób fitoplankton pochłania rocznie około 2 miliardów ton dwutlenku węgla do oceanu, powodując, że ocean staje się pochłaniaczem dwutlenku węgla, w którym znajduje się około 90% całego sekwestrowanego węgla.

W 2010 roku naukowcy odkryli, że wieloryby przenoszą składniki odżywcze z głębin oceanu z powrotem na powierzchnię za pomocą procesu, który nazwali pompą wielorybią . Wieloryby żerują na głębszych poziomach oceanu, gdzie występuje kryl , ale regularnie wracają na powierzchnię, aby oddychać. Tam wieloryby wydalają płyn bogaty w azot i żelazo. Zamiast tonąć, ciecz pozostaje na powierzchni, gdzie fitoplankton ją konsumuje. W Zatoce Maine pompa wielorybnicza dostarcza więcej azotu niż rzeki.

Inne interakcje

Cykle biogeochemiczne

Morskie cykle biogeochemiczne

Dominującym elementem planety widzianej z kosmosu jest woda – oceany ciekłej wody zalewają większość powierzchni, podczas gdy para wodna wiruje w chmurach atmosferycznych, a bieguny są pokryte lodem.

Dalsze informacje: morskie cykle biogeochemiczne , pompa biologiczna i błękitny węgiel

Jako całość oceany tworzą jeden system morski, w którym woda – „uniwersalny rozpuszczalnik” – rozpuszcza składniki odżywcze i substancje zawierające pierwiastki, takie jak tlen, węgiel, azot i fosfor. Substancje te są w nieskończoność poddawane recyklingowi i recyklingowi, łączone chemicznie, a następnie ponownie rozkładane, rozpuszczane, a następnie wytrącane lub odparowywane, importowane i eksportowane z powrotem do lądu, atmosfery i dna oceanu. Morskie cykle biogeochemiczne są zasilane zarówno biologiczną aktywnością organizmów morskich, jak i naturalnymi działaniami słońca, pływów i ruchów w skorupie ziemskiej .

• 

  Obieg węgla w morzu

• 

  Cykl tlenowy

• 

  Obieg azotu morskiego
• 

  Cykl fosforu morskiego

Osady i szlamy biogeniczne

Miąższość osadów morskich

Zobacz także: muszle osadów morskich i protistów

Osady na dnie oceanu mają dwa główne źródła: terygeniczne i biogeniczne. Osady terytorialne stanowią około 45% wszystkich osadów morskich i powstają w wyniku erozji skał na lądzie, przenoszone przez rzeki i spływy lądowe, pył przenoszony przez wiatr, wulkany lub szlifowanie przez lodowce.

Osady biogenne stanowią pozostałe 55% wszystkich osadów i pochodzą ze szczątków szkieletowych protistów morskich (jednokomórkowych organizmów planktonowych i bentosowych). Mogą być również obecne znacznie mniejsze ilości wytrąconych minerałów i pyłu meteorytowego. Muł w kontekście osadu morskiego nie odnosi się do konsystencji osadu, ale do jego pochodzenia biologicznego. Termin szlam był pierwotnie używany przez Johna Murraya , „ojca współczesnej oceanografii”, który zaproponował termin szlam radiolariański dla osadów krzemionki z muszli radiolariańskich wydobytych na powierzchnię podczas ekspedycji Challenger . Szlam biogeniczny to osad pelagiczny zawierający co najmniej 30 procent szczątków szkieletowych organizmów morskich.

Główne rodzaje szlamu biogenicznego
typ	formy mineralne	odpowiedzialny protista		imię szkieletu	opis
Krzemionkowy szlam	Szkło kwarcowe SiO 2 opalowe chert	okrzemki		frustula	Wielkość poszczególnych okrzemek waha się od 0,002 do 0,2 mm.
		radiolarianie		szkielet	Radiolarianie to pierwotniaki o średnicach zwykle od 0,1 do 0,2 mm, które wytwarzają skomplikowane szkielety mineralne, zwykle zbudowane z krzemionki
Wapienny szlam	CaCO 3 kalcyt aragonit kreda wapienna	otwornice		test	Istnieje około 10 000 żywych gatunków otwornic, zwykle o wielkości poniżej 1 mm.
		kokolitofory		kokolit	Kokolitofory to kuliste komórki, zwykle o średnicy mniejszej niż 0,1 mm, otoczone wapiennymi płytkami zwanymi kokolitami. Kokolit to ważne mikroskamieniałości . Są największym światowym źródłem biogennego węglanu wapnia i wnoszą znaczący wkład w globalny obieg węgla. Są głównym składnikiem złóż kredy, takich jak białe klify Dover .

• 

  Skomplikowany mineralny szkielet radiolariana wykonany z krzemionki.

• 

  Okrzemki, główne składniki planktonu morskiego, mają również szkielety krzemionkowe zwane frustulami .

• 

  Kokolitofory mają płytki lub łuski wykonane z węglanu wapnia, zwane kokolitami

• 

  Zwapniony test otwornicy planktycznej

• 

  Mikroskamieniałość okrzemki sprzed 40 milionów lat

• 

  Ziemia okrzemkowa to miękka, krzemionkowa skała osadowa zbudowana z mikroskamieniałości w postaci pancerzyków (muszli) okrzemek jednokomórkowych (kliknij, aby powiększyć).

• 

  Ilustracja szlamu Globigerina

• 

  Muszle ( testy ), zwykle wykonane z węglanu wapnia, z szlamu otwornicowego na dnie głębokiego oceanu

Interakcje lądowe

Zlewnie głównych oceanów i mórz świata są naznaczone podziałami kontynentalnymi . Szare obszary to baseny endoreiczne , które nie spływają do oceanu.

Zobacz też: Ekosystem słodkowodny i pompa szelfowa kontynentalna

Interakcje lądowe wpływają na życie morskie na wiele sposobów. Linie brzegowe mają zazwyczaj szelfy kontynentalne rozciągające się w pewnej odległości od brzegu. Zapewniają one rozległe płycizny nasłonecznione aż do dna morskiego, umożliwiając fotosyntezę i stwarzając siedliska dla łąk trawy morskiej, raf koralowych, lasów wodorostów i innych organizmów bentosowych . Dalej od brzegu szelf kontynentalny opada w kierunku głębokiej wody. Wiatr wiejący na powierzchni oceanu lub głębokie prądy oceaniczne mogą spowodować, że zimne i bogate w składniki odżywcze wody z głębin przesuną się w górę zboczy kontynentalnych . Może to skutkować upwellingiem wzdłuż zewnętrznych krawędzi szelfów kontynentalnych, stwarzając warunki do zakwitów fitoplanktonu .

Woda odparowana przez słońce z powierzchni oceanu może wytrącać się na lądzie i ostatecznie powrócić do oceanu jako spływ lub wypływ z rzek, wzbogacony zarówno składnikami odżywczymi, jak i zanieczyszczeniami . Gdy rzeki wpływają do estuariów , woda słodka miesza się ze słoną i staje się słonawa . Zapewnia to kolejne siedlisko płytkiej wody, w którym występują lasy namorzynowe i ryby w ujściach rzek prosperować. Ogólnie rzecz biorąc, życie w jeziorach śródlądowych może ewoluować z większą różnorodnością niż w morzu, ponieważ siedliska słodkowodne same w sobie są zróżnicowane i podzielone na przedziały, w przeciwieństwie do siedlisk morskich. Niektóre organizmy wodne, takie jak łosoś i węgorze , migrują tam iz powrotem między siedliskami słodkowodnymi i morskimi. Migracje te mogą skutkować wymianą patogenów i mieć wpływ na ewolucję życia w oceanie.

Wpływy antropogeniczne

Globalny skumulowany wpływ człowieka na ocean

Główny artykuł: Wpływ człowieka na życie morskie

Działalność człowieka wpływa na życie morskie i siedliska morskie poprzez przełowienie , zanieczyszczenie , zakwaszenie i wprowadzenie gatunków inwazyjnych . Wpływają one na ekosystemy morskie i sieci pokarmowe i mogą mieć nierozpoznane jeszcze konsekwencje dla różnorodności biologicznej i kontynuacji morskich form życia.

Różnorodność biologiczna i wydarzenia związane z wymieraniem

Widoczna różnorodność skamielin morskich w fanerozoiku

Intensywność wymierania mórz w fanerozoiku

%

Miliony lat temu

(H)

K-Str

Tr-J

P-Tr

Czapka

późny D

O-S

Pozorna intensywność wymierania, tj. część rodzajów wymierających w dowolnym momencie, zrekonstruowana na podstawie zapisu kopalnego (z wyłączeniem obecnego wymierania w holocenie )

Różnorodność biologiczna jest wynikiem ponad trzech miliardów lat ewolucji . Aż do około 600 milionów lat temu całe życie składało się z archeonów , bakterii , pierwotniaków i podobnych organizmów jednokomórkowych . Historia różnorodności biologicznej w fanerozoiku (ostatnie 540 milionów lat) zaczyna się od gwałtownego wzrostu podczas eksplozji kambru – okresu, w którym prawie każdy typ organizmów wielokomórkowych po raz pierwszy pojawiły się. W ciągu następnych 400 milionów lat różnorodność bezkręgowców wykazywała niewielki ogólny trend, a różnorodność kręgowców wykazuje ogólny trend wykładniczy.

Szacuje się jednak, że ponad 99 procent wszystkich gatunków, które kiedykolwiek żyły na Ziemi, czyli ponad pięć miliardów gatunków, wymarło . Te wymierania występują w nierównomiernym tempie. Dramatyczny wzrost różnorodności został naznaczony okresowymi, masowymi stratami różnorodności, sklasyfikowanymi jako masowe wymieranie . Wydarzenia masowego wymierania mają miejsce, gdy życie przechodzi gwałtowny globalny spadek. Większość różnorodności i biomasy na ziemi występuje wśród mikroorganizmów , które są trudne do zmierzenia. Zarejestrowane zdarzenia wymierania są zatem oparte na łatwiejszych do zaobserwowania zmianach w różnorodności i obfitości większych organizmów wielokomórkowych , a nie na całkowitej różnorodności i obfitości życia. Skamieliny morskie są najczęściej używane do pomiaru tempa wymierania ze względu na ich lepszy zapis kopalny i stratygraficzny w porównaniu z organizmami lądowymi.

Bazując na zapisie kopalnym , tempo wymierania na Ziemi wynosi od dwóch do pięciu taksonomicznych rodzin zwierząt morskich na milion lat. Wielkie Wydarzenie Natlenienia było prawdopodobnie pierwszym poważnym wydarzeniem wymierania. Od wybuchu kambru pięć głównych masowych wymierań znacznie przekroczyło tempo wymierania tła. Najgorsze było wymieranie permu i triasu , 251 milionów lat temu. Ogólnie szacuje się, że masowe wymieranie Wielkiej Piątki fanerozoiku (ostatnie 540 milionów lat) zniszczyło ponad 40% rodzajów morskich i prawdopodobnie ponad 70% gatunków morskich. Obecne wymieranie w holocenie spowodowane działalnością człowieka, określane obecnie jako „szóste wymieranie”, może ostatecznie okazać się bardziej niszczycielskie.

Zobacz też

• Blue Planet – brytyjski serial dokumentalny o przyrodzie z 2001 r. - David Attenborough
  • Blue Planet II – brytyjski serial dokumentalny o przyrodzie z 2017 r.
• Census of Marine Life – 10-letni międzynarodowy program biologii morskiej
• Kolonizacja lądu – Procesy, dzięki którym organizmy ewoluowały na Ziemi Strony wyświetlające krótkie opisy celów przekierowania
• Ekologia larw morskich
• Taksonomia bezkręgowców – System klasyfikacji zwierząt ze szczególnym uwzględnieniem bezkręgowców

Dalsza lektura

•    Halpern BS, Walbridge S, Selkoe KA, Kappel CV, Micheli F, D'Agrosa C, et al. (luty 2008). „Globalna mapa wpływu człowieka na ekosystemy morskie”. nauka . 319 (5865): 948–52. Bibcode : 2008Sci...319..948H . doi : 10.1126/science.1149345 . PMID 18276889 . S2CID 26206024 .
•    Paleczny M, Hammill E, Karpouzi V, Pauly D (2015). „Trend populacji światowych monitorowanych ptaków morskich, 1950-2010” . PLOS JEDEN . 10 (6): e0129342. Bibcode : 2015PLoSO..1029342P . doi : 10.1371/journal.pone.0129342 . PMC 4461279 . PMID 26058068 .
•   Ruppert EE, Fox RS, Barnes RD (2004). Zoologia bezkręgowców (wyd. 7). Brooksa / Cole'a. ISBN 978-0-03-025982-1 .
• „Po 60 milionach lat ekstremalnego życia ptaki morskie rozbijają się” . Strażnik . 22 września 2015 r.