Rafa gąbczasta

Nie mylić z podłożem gąbczastym .
„Hexactinellae” z Kunstformen der Natur Ernsta Haeckela , 1904
Stromatoporoidowa ( formacja Cairn , późny dewon ) w Calgary, Alberta , Kanada
Gąbka chmurowa ( Aphrocallistes vastus ) jest głównym gatunkiem budującym rafy

Rafy gąbczaste to rafy utworzone przez gąbki Hexactinellid , które mają szkielet wykonany z krzemionki i są często określane jako gąbki szklane . Takie rafy są obecnie bardzo rzadkie i można je znaleźć tylko w wodach u wybrzeży Kolumbii Brytyjskiej , Waszyngtonu i południowej Alaski . Niedawno zidentyfikowano rafy gąbkowe w cieśninie Georgia i Howe w pobliżu Vancouver . Chociaż powszechne w późnej jurze Uważano, że gąbki budujące rafy wymarły w okresie kredowym lub wkrótce po nim , aż do odkrycia istniejących raf Queen Charlotte Sound w latach 1987–1988 - stąd czasami nazywano je żywymi skamielinami .

Rafy pełnią ważną funkcję ekologiczną jako obszary siedlisk, rozrodu i wylęgu ryb i bezkręgowców, ale obecnie są zagrożone przez rybołówstwo oraz przemysł naftowy i gazowy na morzu. Podejmowane są próby ochrony tych unikalnych ekosystemów poprzez zamykanie łowisk i potencjalne tworzenie Morskich Obszarów Chronionych (MPA) wokół raf gąbczastych .

Charakterystyka gąbek heksaktynowych

Hexactinellids lub „szkliste” gąbki charakteryzują się sztywną ramą drzazg wykonanych z krzemionki . W przeciwieństwie do innych poriferanów hexactinellids nie mają zdolności do kurczenia się. Inną unikalną cechą szklistych gąbek jest to, że ich tkanki składają się prawie wyłącznie z syncytii. W syncytium znajduje się wiele jąder w ciągłej cytoplazmie; jądra nie są upakowane w oddzielnych komórkach.

W rezultacie gąbka ma charakterystyczny system przewodzenia elektrycznego na całym ciele. Dzięki temu gąbka może szybko reagować na zakłócenia takie jak fizyczne uderzenie czy nadmierny osad w wodzie. Reakcją gąbki jest zaprzestanie karmienia. Spróbuje wznowić karmienie po 20-30 minutach, ale zatrzyma się ponownie, jeśli podrażnienie będzie nadal obecne.

Hexactinellids są wyłącznie morskie i występują na całym świecie w głębokich (> 1000 m) oceanach. Pojedyncze gąbki rosną w tempie 0–7 cm/rok i mogą żyć co najmniej 220 lat. Niewiele wiadomo na temat rozmnażania gąbek heksaktynelidów. Podobnie jak wszystkie poriferany, hexactinellids są filtratorami. Odżywianie czerpią z bezpośredniego wchłaniania substancji rozpuszczonych oraz w mniejszym stopniu z materiałów rozdrobnionych.

Nie ma znanych drapieżników zdrowych gąbek rafowych. Jest tak prawdopodobnie dlatego, że gąbki mają bardzo mało tkanki organicznej; krzemionkowy szkielet stanowi 90% masy ciała gąbki.

Gąbki Hexasterophoran mają spikule zwane heksaktynami, które mają sześć promieni ustawionych pod kątem prostym. Rzędy w hexasterophora są klasyfikowane według tego, jak mocno drzazgi zazębiają się z drzazgami Lyssanctinosan mniej ściśle splecionymi niż drzazgi Hexactinosan.

Wszystkie główne gąbki budujące szkielet należą do rzędu Hexactinosa i obejmują gatunki Chonelasma / Heterochone calyx (gąbka kielichowa), Aphrocallistes vastus ( gąbka chmurowa ) i Farrea occa . Gąbki heksaktynozanowe mają sztywne rusztowanie „zetopionych” drzazg, które utrzymują się po śmierci gąbki.

Inne gatunki gąbek obfitujące w rafy gąbkowe należą do rzędu Lyssactinosa (gąbki Rosselidów) i obejmują Rhabdocalyptus dawsoni (gąbka buta), Acanthascus platei , Acanthascus cactus i Staurocalyptus dowlingi . Gąbki Rosselid mają „tkany” lub „luźny” krzemionkowy szkielet, który nie utrzymuje się po śmierci gąbki i jest zdolny do tworzenia mat, ale nie raf.

Lokalizacja raf gąbkowych

Rafy gąbczaste można znaleźć tylko u niewielkiej części północno-zachodniego wybrzeża Ameryki Północnej

Chociaż gąbki hexactinellid występują na całym świecie w głębokich wodach morskich, jedynym znanym miejscem, w którym tworzą rafy, jest między południowo-wschodnią Alaską a portem Grays . Szeroko rozpowszechnione są zbiorowiska gąbek Rosselid zwane „matami gąbkowymi”; występują w kanionach na północnym Atlantyku, w kanadyjskiej Arktyce i na antarktycznych szelfach kontynentalnych. Istnieje również rafa utworzona z krzemionkowych Demospongiae u wybrzeży wyspy Axel Heiberg na Oceanie Arktycznym.

W latach 1987–1988 w basenie Queen Charlotte (QCB) odkryto cztery rafy hexactinellid. W 2005 roku odnotowano trzy kolejne rafy w basenie Georgia (Wielka Brytania). Rafy QCB znajdują się 70–80 km od linii brzegowej w wodzie o głębokości 165–240 m. Rafy te pokrywają ponad 700 km² dna oceanu.

Rafy gąbczaste wymagają wyjątkowych warunków, co może tłumaczyć ich globalną rzadkość. Występują tylko w wyczyszczonych przez lodowce rynnach szelfu kontynentalnego o niskim kącie . Dno morskie jest stabilne i składa się ze skał, grubego żwiru i dużych głazów. Gąbki hexactinellid wymagają twardego podłoża i nie zakotwiczają się w błotnistym lub piaszczystym dnie morskim.

Występują tylko tam, gdzie szybkość sedymentacji jest niska, rozpuszczona krzemionka jest wysoka (43–75 μM), a prądy denne wynoszą od 0,15 do 0,30 m / s. Rozpuszczony tlen jest niski (64–152 μM), a temperatury na rafach wynoszą 5,5–7,3 ° C. Temperatury powierzchni wahają się od 6°C w kwietniu do 14°C w sierpniu.

Downwellingi są powszechne w Cieśninie Hecate i Queen Charlotte Sound , zwłaszcza zimą, ale od czasu do czasu zdarzają się upwellingi letnie . Te upwellingi przynoszą wody bogate w składniki odżywcze do raf gąbczastych.

Struktura raf gąbkowych

Uogólniona sieć pokarmowa dla raf gąbczastych 

Każda gąbka żyjąca na powierzchni rafy może mieć ponad 1,5 m wysokości. Rafy składają się z kopców zwanych „biohermami” o wysokości do 21 m oraz warstw zwanych „biostromami” o grubości 2–10 m i szerokości wielu kilometrów.

Każda gąbka z rzędu Hexactinosa ma sztywny szkielet, który utrzymuje się po śmierci zwierzęcia. Zapewnia to doskonałe podłoże do osiedlania się larw gąbek, a nowe gąbki rosną na zrębach poprzednich pokoleń. Wzrost raf gąbkowych jest zatem analogiczny do wzrostu raf koralowych . Wąsy nowych gąbek owijają się wokół drzazg starszych, martwych gąbek. Wąsy utworzą później podstawę dorosłej gąbki, która mocno zakotwicza zwierzę w rafie.

Głębokie prądy oceaniczne niosą drobne osady, które są wychwytywane przez rusztowania raf gąbkowych. Wokół podstawy bioherm gąbek tworzy się matryca osadowa z mułu, gliny i trochę piasku. Matryca osadów jest miękka blisko powierzchni i twarda poniżej głębokości jednego metra. Martwe gąbki pokrywają się osadem, ale nie tracą podtrzymującego ich krzemionkowego szkieletu. Osady gąbek mają wysoki poziom krzemionki i węgla organicznego. Rafy rosną równolegle do koryt lodowcowych, a morfologia raf wynika z głębokich prądów.

W zapisie kopalnym

Hexactinellids po raz pierwszy pojawiły się w zapisie kopalnym w późnym proterozoiku , a pierwsze hexactinosany znaleziono w późnym dewonie . Rafy gąbczaste heksaktynelidów zostały po raz pierwszy zidentyfikowane w środkowym triasie (245-208 milionów lat temu). Gąbki osiągnęły swój pełny zasięg w późnej jury (208-146 milionów lat temu), kiedy nieciągły system raf o długości 7 000 km rozciągał się w północnych basenach Tetydy i Północnego Atlantyku. Ten łańcuch raf gąbczastych jest największą znaną biostrukturą, jaka kiedykolwiek istniała na Ziemi.

Rafy gąbkowe zmniejszały się przez cały okres kredy , gdy rafy koralowe i rudystowskie stawały się widoczne. Wysunięto teorię, że rozprzestrzenianie się okrzemek mogło być szkodliwe dla gąbek, ponieważ okrzemki konkurują z gąbkami heksaktynowymi o krzemionkę.

Na podstawie datowania radiowęglowego rdzeni raf szacuje się, że rafy żyją na szelfie kontynentalnym zachodniej Kanady od 8500–9 000 lat.

Znaczenie ekologiczne

Rafy gąbczaste zapewniają strukturę na stosunkowo pozbawionym charakterystycznych cech szelfie kontynentalnym. Stanowią siedlisko dla ryb i bezkręgowców i mogą służyć jako ważny obszar wylęgowy tych zwierząt. Konieczne są dalsze badania, aby określić pełne znaczenie ekologiczne tych raf.

Obserwacje załogowych łodzi podwodnych wskazują, że fauna raf gąbkowych różni się od otaczających obszarów. Organizmy występujące w rafach gąbczastych i wokół nich obejmują robaki pierścienicowe , mszywioły , kraby pająki , kraby królewskie , krewetki , krewetki i euphausidy . Szkarłupnie , zwłaszcza jeżowce i rozgwiazdy, były obfite w obszarach rafy, gdzie gąbki umierały lub umierały, i mogą być wykorzystywane jako wskaźnik zdrowia rafy gąbczastej. Rockfish, zwłaszcza Sebastes gatunków, żyją w otworach i pomiędzy gąbkami. Zaobserwowano ciężarne i młodociane ryby skalne, co sugeruje, że rafy są wykorzystywane jako obszary wylęgowe. Otwornice są obfite wokół raf, a okrzemki są rzadkością. Konsorcjum organizmów żyjących w rafach gąbczastych i wokół nich zmieniło się bardzo niewiele od czasów jurajskich.

Zniszczenie raf gąbkowych

Trałowanie denne, polegające na przeciąganiu sieci po dnie morskim, jest szczególnie szkodliwe dla raf gąbczastych

Rafy są podatne na uszkodzenia spowodowane rybołówstwem, zwłaszcza trałowaniem dennym i pogłębianiem. Podczas typowego połowu ryb dennych duża sieć jest przeciągana po dnie oceanu, a jej usta są otwarte przez dwoje 2-tonowych drzwi zwanych otterboardami. Krzemionkowy szkielet gąbek jest delikatny, a organizmy te łatwo ulegają zniszczeniu w wyniku uderzenia fizycznego. Wpływ włoków dennych zaobserwowano na trzech rafach w QCB. Uszkodzenia spowodowane trałowaniem pojawiają się jako równoległe tory oddalone od siebie o 70–100 m, które mogą rozciągać się na kilka kilometrów. Każdy tor włoka ma głębokość 10 cm, szerokość 20 cm i występuje na głębokościach 210–220 m. Gąbki w pobliżu torów włoków są roztrzaskane lub całkowicie usunięte.

Chociaż mniej szkodliwe, łowienie na haczyki i żyłki oraz chwytanie skorupiaków może również uszkodzić rafy. Kiedy narzędzia połowowe są wyciągane na powierzchnię, liny i pułapki ciągną się po dnie oceanu i mogą łamać koralowce i gąbki. Połamane „kikuty” gąbki, a także te z wytartymi bokami, znaleziono w regionach, w których odbywało się łowienie na wędki i pułapki.

Pękanie gąbek rafowych może mieć tragiczne konsekwencje dla rekrutacji nowych gąbek, ponieważ larwy gąbek wymagają jako podłoża krzemionkowych szkieletów poprzednich pokoleń. Bez twardego podłoża nowe gąbki nie mogą osiadać i odrastać w uszkodzonych częściach rafy. Szacuje się, że odbudowa zniszczonych raf gąbkowych może zająć nawet 200 lat.

Ponadto morskie poszukiwania ropy i gazu zagrażają rafom. Rząd Kolumbii Brytyjskiej zniósł moratorium uniemożliwiające odwierty poszukiwawcze i ruch tankowców w Cieśninie Hecate i Cieśninie Królowej Charlotty, a obszar ten został wydzierżawiony przez przemysł naftowy i gazowy. Nawet jeśli odwierty poszukiwawcze nie są wykonywane na rafach lub w ich bezpośrednim sąsiedztwie, mogą one nadal mieć negatywny wpływ poprzez zwiększenie ilości osadów w wodzie morskiej lub poprzez zanieczyszczenie węglowodorami.

Ochrona

W 1999 r. Fisheries and Oceans Canada zażądała, aby trawlery do połowów dennych dobrowolnie unikały raf gąbczastych. W 2002 r., po doniesieniach o nowych zniszczeniach raf poniesionych od 1999 r., ministerstwo rozpoczęło regulowane zamykanie połowów włokiem dennym i dobrowolne zamykanie połowów włokiem krewetkowym na obszarach, o których wiadomo, że zamieszkiwały rafy gąbczaste.

Ochrona czterech raf gąbkowych w Cieśninie Hecate i Cieśninie Królowej Charlotty została uwzględniona jako „kwestia zarządzania” w planie zarządzania połowami włokami dennymi na lata 2005/2006. W planie zarządzania zalecono dodanie dodatkowych 9 km (5,6 mil) strefy buforowej wokół raf do istniejących zamknięć włoków gronostajowych. Rafy były również rozważane jako lokalizacje przyszłych morskich obszarów chronionych (MPA). Chociaż MPA mogą być skuteczniejsze niż zamykanie łowisk w długoterminowej ochronie raf przed trałowaniem dennym, przemysł naftowy i gazowy nadal stanowiłby zagrożenie.

W 2008 r. kwestie ochrony wrażliwych ekosystemów podwodnych wzdłuż północnego wybrzeża Kolumbii Brytyjskiej zostały skonsolidowane w obszarze zintegrowanego zarządzania Pacific North Coast . Celem było opracowanie planu ochrony tego stosunkowo słabo rozwiniętego regionu, przy jednoczesnym wspieraniu zrównoważonych gospodarek na wybrzeżu, co obiecało uczynienie z Kanady światowego lidera w ochronie mórz. Jednak w 2011 roku ministerstwo wycofało poparcie dla tego procesu na rzecz większej spójności z planowaniem oceanów na innych wybrzeżach Kanady.

W lutym 2017 r. rafy gąbkowe w Hecate Sound i Queen Charlotte Sound zostały formalnie objęte ochroną w ramach Cieśniny Hecate i Queen Charlotte Sound Glass Sponge Reefs Marine Protected Area . Morski obszar chroniony obejmuje obszar 2410 km 2 (930 2) i zakazuje wszelkich działań, które mogłyby zakłócić lub zniszczyć rafy gąbczaste.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sponge_reef&oldid=1141570085 ”