Ryby głębinowe

Żabnica Humbak

Ryby głębinowe to ryby żyjące w ciemności pod nasłonecznionymi wodami powierzchniowymi, czyli poniżej strefy epipelagicznej lub foticznej morza . Latarnia jest zdecydowanie najczęstszą rybą głębinową . Inne ryby głębinowe obejmują latarki , rekiny ciasteczkowe , bristlemouths , żabnica , żmija i niektóre gatunki węgorzyków .

Tylko około 2% znanych gatunków morskich zamieszkuje środowisko pelagiczne . Oznacza to, że żyją w słupie wody, w przeciwieństwie do organizmów bentosowych , które żyją na dnie morskim. Organizmy głębinowe na ogół zamieszkują strefy batypelagiczne (głębokość 1000–4000 m) i głębinowe (głębokość 4000–6000 m). Jednak cechy organizmów głębinowych, takie jak bioluminescencja , można również dostrzec w strefie mezopelagicznej (głębokość 200–1000 m). Strefa mezopelagiczna jest strefą dysfotyczną, co oznacza, że ​​światło tam jest minimalne, ale wciąż mierzalne. Minimalna warstwa tlenu występuje na głębokości od 700 m do 1000 m, w zależności od miejsca w oceanie. Na tym obszarze występuje również najwięcej składników odżywczych. batypelagiczne i głębinowe są afotyczne , co oznacza , że ​​żadne światło nie przenika do tego obszaru oceanu. Strefy te stanowią około 75% nadającej się do zamieszkania przestrzeni oceanicznej.

Strefa epipelagiczna (0–200 m) to obszar, w którym światło przenika do wody i zachodzi fotosynteza. Jest to również znane jako strefa foticzna. Ponieważ zwykle rozciąga się to tylko kilkaset metrów pod wodą, głębokie morze, około 90% objętości oceanu, jest pogrążone w ciemności. Głębokie morze jest również wyjątkowo nieprzyjaznym środowiskiem, w którym temperatury rzadko przekraczają 3 ° C (37 ° F) i spadają do -1,8 ° C (29 ° F) (z wyjątkiem ekosystemów kominów hydrotermalnych, które mogą przekraczać 350 ° C lub 662 ° F), niski poziom tlenu i ciśnienie od 20 do 1000 atm (od 2 do 100 MPa ).

Środowisko

Diagram w skali warstw strefy pelagicznej

W głębokim oceanie wody rozciągają się znacznie poniżej strefy epipelagicznej i są siedliskiem bardzo różnych typów ryb pelagicznych przystosowanych do życia w tych głębszych strefach. W głębokich wodach śnieg morski jest ciągłym deszczem głównie organicznych zanieczyszczeń spadających z górnych warstw słupa wody. Jego pochodzenie leży w działaniach w produktywnej strefie foticznej . Śnieg morski obejmuje martwy lub umierający plankton , protisty ( okrzemki ), fekalia, piasek, sadzę i inny pył nieorganiczny. „Płatki śniegu” rosną z czasem i mogą osiągnąć kilka centymetrów średnicy, podróżując tygodniami, zanim dotrą do dna oceanu. Jednak większość składników organicznych śniegu morskiego jest konsumowana przez drobnoustroje , zooplankton i inne filtrujące zwierzęta w ciągu pierwszych 1000 m ich podróży, czyli w strefie epipelagicznej. W ten sposób śnieg morski można uznać za podstawę głębinowych mezopelagicznych i bentosowych ekosystemów : ponieważ światło słoneczne nie może do nich dotrzeć, organizmy głębinowe w dużym stopniu polegają na śniegu morskim jako źródle energii. Ponieważ w głębinach morskich nie ma światła (afotyczny), brakuje pierwotnych producentów. Dlatego większość organizmów w batypelagii polega na morskim śniegu z regionów znajdujących się wyżej w kolumnie pionowej.

Niektóre głębinowe grupy pelagiczne, takie jak rodziny latarniowatych , ridgeheadów , toporowatych morskich i lightfish , są czasami określane jako pseudoceaniczne , ponieważ zamiast mieć równomierne rozmieszczenie na wodach otwartych, występują w znacznie większej liczebności wokół oaz strukturalnych, zwłaszcza gór podwodnych i ponad stoki kontynentalne . Zjawisko to tłumaczy się również obfitością gatunków ofiar, które również są przyciągane do struktur.

Ciśnienie hydrostatyczne wzrasta o 1 atm na każde 10 m głębokości. Organizmy głębinowe mają w swoich ciałach takie samo ciśnienie, jakie wywiera się na nie z zewnątrz, więc nie są miażdżone przez ekstremalne ciśnienie. Ich wysokie ciśnienie wewnętrzne powoduje jednak zmniejszoną płynność ich membran, ponieważ cząsteczki są ściśnięte razem. Płynność w błonach komórkowych zwiększa wydajność funkcji biologicznych, przede wszystkim produkcji białek, dlatego organizmy przystosowały się do tych warunków, zwiększając udział nienasyconych kwasów tłuszczowych w lipidach błon komórkowych. Oprócz różnic w ciśnieniu wewnętrznym, organizmy te rozwinęły inną równowagę między swoimi reakcjami metabolicznymi niż organizmy żyjące w strefie epipelagicznej. David Wharton, autor książki Life at the Limits: Organisms in Extreme Environments , zauważa: „Reakcjom biochemicznym towarzyszą zmiany objętości. Jeśli reakcja prowadzi do zwiększenia objętości, zostanie ona zahamowana przez ciśnienie, natomiast jeśli wiąże się z zmniejszenie głośności, zostanie wzmocnione”. Oznacza to, że ich procesy metaboliczne muszą ostatecznie do pewnego stopnia zmniejszyć objętość organizmu.

Ludzie rzadko spotykają żywe rekiny falbaniaste , więc nie stanowią one większego zagrożenia (chociaż naukowcy przypadkowo skaleczyli się, badając zęby).

Większość ryb, które wyewoluowały w tym surowym środowisku, nie jest w stanie przetrwać w warunkach laboratoryjnych, a próby trzymania ich w niewoli doprowadziły do ​​ich śmierci. Organizmy głębinowe zawierają przestrzenie wypełnione gazem (wakuole). Gaz jest sprężany pod wysokim ciśnieniem i rozpręża się pod niskim ciśnieniem. Z tego powodu wiadomo, że organizmy te eksplodują, jeśli wypłyną na powierzchnię.

Charakterystyka

Opisany schemat podstawowych cech zewnętrznych grenadiera głębinowego i standardowych pomiarów długości.
Rhinochimera atlantycka
Gigantactis to ryba głębinowa z płetwą grzbietową , której pierwsze włókno stało się bardzo długie i zakończone jest bioluminescencyjną przynętą fotoforową .
Węgorz pelikan
Tuńczyk opastuna pływa nocą po strefie epipelagicznej, aw ciągu dnia po strefie mezopelagicznej

Ryby głębinowe wyewoluowały różne przystosowania, aby przetrwać w tym regionie. Ponieważ wiele z tych ryb żyje w regionach, w których nie ma naturalnego oświetlenia , nie mogą one polegać wyłącznie na wzroku przy lokalizowaniu ofiary i partnerów oraz unikaniu drapieżników; ryby głębinowe ewoluowały odpowiednio do ekstremalnego subfotycznego regionu, w którym żyją. Wiele z tych organizmów jest ślepych i polega na innych zmysłach, takich jak wrażliwość na zmiany lokalnego ciśnienia i węchu, aby złapać pożywienie i uniknąć złapania. Ci, którzy nie są niewidomi, mają duże i wrażliwe oczy, które mogą wykorzystywać bioluminescencyjne . Te oczy mogą być nawet 100 razy bardziej wrażliwe na światło niż ludzkie oczy. Rodopsyna (Rh1) to białko znajdujące się w pręcikach oka, które pomaga zwierzętom widzieć w słabym świetle. Podczas gdy większość kręgowców ma zwykle jeden gen opsyny Rh1, niektóre ryby głębinowe mają kilka genów Rh1, a jeden gatunek, kolczastopłetwa srebrzysta ( Diretmus argenteus ), ma ich 38. Ta proliferacja genów Rh1 może pomóc rybom głębinowym widzieć w głębinach Ocean. Ponadto, aby uniknąć drapieżnictwa, wiele gatunków jest ciemnych, aby wtopić się w otoczenie.

Wiele ryb głębinowych jest bioluminescencyjnych , z niezwykle dużymi oczami przystosowanymi do ciemności. Organizmy bioluminescencyjne są zdolne do biologicznego wytwarzania światła poprzez mieszanie cząsteczek lucyferyny, które następnie wytwarzają światło. Proces ten musi odbywać się w obecności tlenu. Organizmy te są powszechne w regionie mezopelagicznym i poniżej (200 m i poniżej). Ponad 50% ryb głębinowych, a także niektóre gatunki krewetek i kałamarnic są zdolne do bioluminescencji. Około 80% tych organizmów ma fotofory – komórki gruczołowe wytwarzające światło, zawierające świecące bakterie otoczone ciemnymi zabarwieniami. Niektóre z tych fotoforów zawierają soczewki, podobne do tych w ludzkich oczach, które mogą zintensyfikować lub osłabić emanację światła. Zdolność do wytwarzania światła wymaga tylko 1% energii organizmu i ma wiele celów: służy do poszukiwania pożywienia i wabienia zdobyczy, jak żabnica; przejąć terytorium przez patrol; komunikować się i znajdować partnera oraz odwracać uwagę lub tymczasowo oślepiać drapieżniki, aby uciec. Ponadto w mezopelagii, gdzie wciąż przenika trochę światła, niektóre organizmy kamuflują się przed drapieżnikami znajdującymi się pod nimi, oświetlając swoje brzuchy, aby dopasować kolor i intensywność światła z góry, tak aby nie rzucał cienia. Ta taktyka jest znana jako kontr-oświetlenie.

Cykl życiowy ryb głębinowych może przebiegać wyłącznie w wodach głębinowych, chociaż niektóre gatunki rodzą się w płytszych wodach i toną po osiągnięciu dojrzałości. Niezależnie od głębokości, na której znajdują się jaja i larwy, są one typowo pelagiczne. Ten planktoniczny — dryfujący — styl życia wymaga neutralnej pływalności. Aby to utrzymać, jaja i larwy często zawierają kropelki oleju w swoim osoczu. Kiedy te organizmy są w stanie pełnej dojrzałości, potrzebują innych adaptacji, aby utrzymać swoje pozycje w słupie wody. Ogólnie rzecz biorąc, gęstość wody powoduje wyparcie — aspekt wyporu, który sprawia, że ​​organizmy unoszą się na wodzie. Aby temu przeciwdziałać, gęstość organizmu musi być większa niż gęstość otaczającej wody. Większość tkanek zwierzęcych jest gęstsza niż woda, więc muszą znaleźć równowagę, aby mogły unosić się na wodzie. Wiele organizmów rozwija pęcherze pławne (jamy gazowe), aby utrzymać się na powierzchni, ale z powodu wysokiego ciśnienia w ich środowisku ryby głębinowe zwykle nie mają tego narządu. Zamiast tego wykazują struktury podobne do wodolotów, aby zapewnić siłę nośną hydrodynamiczną. Stwierdzono również, że im głębiej żyje ryba, tym bardziej galaretowate jest jej mięso i bardziej minimalna struktura kości. Zmniejszają gęstość tkanki dzięki wysokiej zawartości tłuszczu, redukcji masy szkieletu – osiągniętej poprzez zmniejszenie rozmiaru, grubości i zawartości minerałów – a gromadzenie wody czyni je wolniejszymi i mniej zwinnymi niż ryby powierzchniowe.

Ze względu na niski poziom światła fotosyntetycznego docierającego do środowisk głębinowych większość ryb musi polegać na materii organicznej opadającej z wyższych poziomów lub, w rzadkich przypadkach, na kominach hydrotermalnych w celu uzyskania składników odżywczych. To sprawia, że ​​obszary głębinowe są znacznie mniej produktywne niż regiony płytsze. Ponadto zwierzęta w środowisku pelagicznym są rzadkie, a pożywienie nie pojawia się często. Z tego powodu organizmy potrzebują adaptacji, które pozwolą im przetrwać. Niektóre mają długie czułki, które pomagają im zlokalizować zdobycz lub zwabić partnerów w głębokiej czerni głębokiego oceanu. W szczególności wędkarz głębinowy ma długą, przypominającą wędkę adaptację wystającą z pyska, na końcu której znajduje się bioluminescencyjny kawałek skóry, który wije się jak robak, aby zwabić zdobycz. Niektórzy muszą spożywać inne ryby, które są tego samego rozmiaru lub większe od nich i potrzebują adaptacji, aby pomóc je skutecznie strawić. Wielkie ostre zęby, szczęki na zawiasach, nieproporcjonalnie duże usta i rozszerzalne ciała to tylko niektóre z cech, które ryby głębinowe mają do tego celu. Węgorz gulper jest jednym z przykładów organizmu, który wykazuje te cechy.

Ryby w różnych pelagicznych i głębokowodnych strefach bentosowych mają budowę fizyczną i zachowują się w sposób, który znacznie się od siebie różni. Wydaje się, że wszystkie grupy współistniejących gatunków w każdej strefie działają w podobny sposób, na przykład małe mezopelagiczne migrujące pionowo planktonowce, żabnice batypelagiczne i głębokowodne grzechotniki bentosowe .

promieniopłetwe z kolczastymi płetwami są rzadkie wśród ryb głębinowych, co sugeruje, że ryby głębinowe są starożytne i tak dobrze przystosowane do swojego środowiska, że ​​inwazje bardziej współczesnych ryb zakończyły się niepowodzeniem. Kilka płetw promieniowych, które istnieją, występuje głównie w Beryciformes i Lampriformes , które również są formami starożytnymi. Większość głębinowych ryb pelagicznych należy do własnych rzędów, co sugeruje długą ewolucję w środowiskach głębinowych. W przeciwieństwie do tego, głębinowe gatunki bentosowe należą do rzędów obejmujących wiele pokrewnych ryb płytkowodnych.

Ryby mezopelagiczne

Ryby mezopelagiczne
Większość ryb mezopelagicznych to małe filtratory, które wynurzają się nocą, aby żerować w bogatych w składniki odżywcze wodach strefy epipelagicznej. W ciągu dnia wracają do ciemnych, zimnych, ubogich w tlen wód mezopelagicznych, gdzie są stosunkowo bezpieczne przed drapieżnikami. Latarniowate stanowią aż 65% całej biomasy ryb głębinowych i są w dużej mierze odpowiedzialne za głęboką warstwę rozpraszającą światowych oceanów.
Większość pozostałych ryb mezopelagicznych to drapieżniki polujące na zasadzki, jak ta szablozębna ryba , która używa swoich teleskopowych, skierowanych do góry oczu, aby wyłowić zdobycz zarysowaną na tle mroku powyżej. Ich zakrzywione zęby zapobiegają wycofaniu się schwytanej ryby.
Antarktyczny antarktyczny ma duże, skierowane ku górze oczy, przystosowane do wykrywania sylwetek ryb drapieżnych
Oko beczkowate ma cylindryczne oczy w kształcie beczki , które są generalnie skierowane do góry, ale można je obracać do przodu
Ryba teleskopowa ma duże, skierowane do przodu teleskopowe oczy z dużymi soczewkami

Poniżej strefy epipelagicznej warunki szybko się zmieniają. Pomiędzy 200 m a około 1000 m światło nadal zanika, aż prawie go nie ma. Temperatury spadają przez termoklinę do temperatur między 3,9 ° C (39 ° F) a 7,8 ° C (46 ° F). Jest to zmierzchu lub mezopelagiczna . Ciśnienie nadal rośnie, z szybkością jednego atm na 10 m, podczas gdy stężenie składników odżywczych spada, wraz z rozpuszczonym tlenem i szybkością, z jaką krąży woda.

Operatorzy sonarów, korzystający z nowo opracowanej technologii sonarowej podczas II wojny światowej, byli zdziwieni czymś, co wyglądało na fałszywe dno morskie o głębokości 300–500 m w dzień i mniejszej w nocy. Okazało się, że jest to spowodowane milionami organizmów morskich, w szczególności małymi rybami mezopelagicznymi, których pęcherze pławne odbijają sonar. Organizmy te migrują o zmierzchu do płytszych wód, aby pożywić się planktonem. Warstwa jest głębsza, gdy księżyc jest na zewnątrz, i może stać się płytsza, gdy chmury przechodzą nad księżycem. Zjawisko to stało się znane jako warstwa głębokiego rozpraszania .

Większość ryb mezopelagicznych wykonuje codzienne migracje pionowe , przenosząc się nocą do strefy epipelagicznej, często podążając za podobnymi migracjami zooplanktonu, aw ciągu dnia wracając do głębin dla bezpieczeństwa. Te pionowe migracje często zachodzą na duże pionowe odległości i są podejmowane przy pomocy pęcherza pławnego . Pęcherz pławny jest napompowany, gdy ryba chce się podnieść, a biorąc pod uwagę wysokie ciśnienie w strefie mesoplegicznej, wymaga to znacznej energii. Gdy ryba się unosi, ciśnienie w pęcherzu pławnym musi się dostosować, aby zapobiec jego pęknięciu. Kiedy ryba chce wrócić do głębin, pęcherz pławny zostaje opróżniony. Niektóre ryby mezopelagiczne codziennie migrują przez termoklinę , gdzie temperatura zmienia się między 50 ° F (10 ° C) a 69 ° F (20 ° C), wykazując w ten sposób znaczną tolerancję na zmiany temperatury.

Ryby te mają muskularne ciała, skostniałe kości, łuski, dobrze rozwinięte skrzela i ośrodkowy układ nerwowy oraz duże serca i nerki. Mezopelagiczne karmniki planktonowe mają małe usta z drobnymi grabiami skrzelowymi , podczas gdy rybożerne mają większe usta i grubsze grabie skrzelowe.

Ryby mezopelagiczne są przystosowane do aktywnego życia w warunkach słabego oświetlenia. Większość z nich to drapieżniki wzrokowe z dużymi oczami. Niektóre ryby głębinowe mają rurkowate oczy z dużymi soczewkami i tylko pręciki , które patrzą w górę. Dają one widzenie obuoczne i dużą czułość na małe sygnały świetlne. Ta adaptacja zapewnia lepsze widzenie końcowe kosztem widzenia bocznego i pozwala drapieżnikowi wyłowić kałamarnice , mątwy i mniejsze ryby, których sylwetki rysują się na tle mroku nad nimi.

Ryby mezopelagiczne zwykle nie mają kolców obronnych i używają kolorów do kamuflażu przed innymi rybami. Drapieżniki z zasadzki są ciemne, czarne lub czerwone. Ponieważ dłuższe, czerwone fale światła nie docierają do głębin morskich, czerwień skutecznie działa tak samo jak czerń. Formy wędrowne używają kontrastowych srebrzystych kolorów. Na brzuchach często wyświetlają fotofory wytwarzające słabe światło. Dla drapieżnika z dołu, patrzącego w górę, ta bioluminescencja kamufluje sylwetkę ryby. Jednak niektóre z tych drapieżników mają żółte soczewki, które filtrują światło otoczenia (z niedoborem czerwieni), pozostawiając widoczną bioluminescencję.

Spookfish brownsnout , gatunek beczułka , jest jedynym znanym kręgowcem, który używa lustra, w przeciwieństwie do soczewki, do skupiania obrazu w oczach.

włoków głębokich wskazuje, że latarnie stanowią aż 65% całej biomasy ryb głębinowych . Rzeczywiście, latarniowce należą do najbardziej rozpowszechnionych, najliczniejszych i najbardziej różnorodnych kręgowców , odgrywając ważną rolę ekologiczną jako ofiara dla większych organizmów. Szacunkowa globalna biomasa lampionfish wynosi 550–660 milionów ton , kilka razy więcej niż połowy całego światowego rybołówstwa. Lanternfish stanowią również znaczną część biomasy odpowiedzialnej za warstwę głębokiego rozpraszania oceanów na świecie.

Opastun to gatunek epipelagiczny/mezopelagiczny, który zjada inne ryby. Znakowanie satelitarne wykazało, że opastuny często spędzają długie okresy pływając głęboko pod powierzchnią w ciągu dnia, czasami nurkując na głębokość nawet 500 m. Uważa się, że ruchy te są odpowiedzią na pionowe migracje organizmów drapieżnych w głębokiej warstwie rozpraszającej .

  • The stoplight loosejaw has a lower jaw one-quarter as long as its body. The jaw has no floor and is attached only by a hinge and a modified tongue bone. Large fang-like teeth in the front are followed by many small barbed teeth.[32][33]

    Szczęka luzem ma dolną szczękę o długości jednej czwartej długości jej ciała. Szczęka nie ma dna i jest połączona tylko zawiasem i zmodyfikowaną kością języka. Po dużych zębach przypominających kły z przodu następuje wiele małych kolczastych zębów.

  • The stoplight loosejaw is also one of the few fishes that produce red bioluminescence. As most of their prey cannot perceive red light, this allows it to hunt with an essentially invisible beam of light.[32]

    Luźna szczęka jest również jedną z niewielu ryb, które wytwarzają czerwoną bioluminescencję . Ponieważ większość ich ofiar nie dostrzega czerwonego światła, pozwala im to polować z zasadniczo niewidoczną wiązką światła.

  • Long-snouted lancetfish. Lancetfish are ambush predators which spend all their time in the mesopelagic zone. They are among the largest mesopelagic fishes (up to 2 m).[34]

    Lancetfish długopyski . Ryby lancetowate to drapieżniki zasadzkowe, które cały czas spędzają w strefie mezopelagicznej. Należą do największych ryb mezopelagicznych (do 2 m).

  • The daggertooth paralyses other mesopelagic fish when it bites them with its dagger-like teeth[35]

    Daggertooth paraliżuje inne ryby mezopelagiczne , gdy gryzie je zębami przypominającymi sztylet

Ryba batypelagiczna

Ryba batypelagiczna
Żabnica garbata to batypelagiczny drapieżnik zasadzkowy, który wabi zdobycz bioluminescencyjną przynętą. Może połknąć ofiarę większą od siebie, którą połyka z napływem wody, gdy otwiera usta.
Wiele gatunków szczeciniastych , takich jak „spark anglemouth” powyżej, to również batypelagiczne drapieżniki zasadzkowe, które mogą połykać zdobycz większą od siebie. Należą do najliczniejszej ze wszystkich rodzin kręgowców.
Młode, czerwone, zwiotczałe wieloryby dokonują nocnych pionowych migracji do dolnej strefy mezopelagicznej, aby żerować na widłonogach . Kiedy samce przechodzą w dorosłe osobniki, rozwijają masywną wątrobę, a następnie ich szczęki się zamykają. Nie jedzą już, ale nadal metabolizują energię zgromadzoną w wątrobie.
Żmija Sloane może dokonywać nocnych migracji z głębin batypelagicznych do wód powierzchniowych.
Rozpowszechniony kieł ma największe zęby spośród wszystkich ryb, proporcjonalne do wielkości ciała. Pomimo swojego dzikiego wyglądu, ryby batypelagiczne są zwykle słabo umięśnione i zbyt małe, aby stanowić jakiekolwiek zagrożenie dla ludzi.

Poniżej strefy mezopelagicznej jest ciemno. Jest to północ (lub strefa batypelagiczna ), rozciągająca się od 1000 m do dna głębokowodnej strefy bentosowej . Jeśli woda jest wyjątkowo głęboka, strefa pelagiczna poniżej 4000 m jest czasami nazywana dolną północą (lub strefą otchłani ). Temperatury w tej strefie wahają się od 1 do 4 stopni Celsjusza i są całkowicie afotyczne.

Warunki są nieco jednolite w tych strefach; ciemność jest kompletna, ciśnienie miażdży, a temperatury, składniki odżywcze i poziom rozpuszczonego tlenu są niskie.

Ryby batypelagiczne mają specjalne przystosowania do radzenia sobie w tych warunkach – mają powolny metabolizm i niewyspecjalizowaną dietę, chętnie zjadają wszystko, co im się nawinie. Wolą siedzieć i czekać na jedzenie niż marnować energię na jego szukanie. Zachowanie ryb batypelagicznych można porównać z zachowaniem ryb mezopelagicznych. Ryby mezopelagiczne są często bardzo ruchliwe, podczas gdy ryby batypelagiczne to prawie wszystkie drapieżniki czyhające, zwykle zużywające niewiele energii na ruch.

Dominującymi rybami batypelagowymi są szczeciniaki i żabnice ; Fangtooth , viperfish , daggertooth i barakudina są również powszechne. Ryby te są małe, wiele ma około 10 cm długości i niewiele więcej niż 25 cm. Większość czasu spędzają cierpliwie czekając w słupie wody, aż ofiara pojawi się lub zostanie zwabiona przez luminofory. Ta niewielka ilość energii, która jest dostępna w strefie batypelagicznej, filtruje się z góry w postaci detrytusu, odchodów i okazjonalnych bezkręgowców lub ryb mezopelagicznych. Około 20 procent żywności, która ma swoje korzenie w strefie epipelagicznej, spada do strefy mezopelagicznej, ale tylko około 5 procent trafia do strefy batypelagicznej.

Ryby batypelagiczne są osiadłe, przystosowane do wytwarzania minimalnej energii w środowisku z bardzo małą ilością pożywienia lub dostępnej energii, nawet światła słonecznego, tylko bioluminescencji. Ich ciała są wydłużone ze słabymi, wodnistymi mięśniami i strukturami szkieletowymi . Ponieważ tak duża część ryb to woda, nie są one ściskane przez wielkie ciśnienie na tych głębokościach. Często mają wysuwane szczęki na zawiasach z zakrzywionymi zębami. Są oślizgłe, bez łusek . Centralny układ nerwowy jest ograniczony do linii bocznej i układu węchowego, oczy są małe i mogą nie funkcjonować, a skrzela , nerki i serca oraz pęcherze pławne są małe lub ich brakuje.

Są to te same cechy, które występują u larw ryb , co sugeruje, że podczas ich ewolucji ryby batypelagiczne nabyły te cechy poprzez neotenię . Podobnie jak w przypadku larw, cechy te pozwalają rybom pozostać w wodzie przy niewielkim zużyciu energii.

Pomimo swojego groźnego wyglądu, te bestie z głębin są w większości miniaturowymi rybami o słabych mięśniach i są zbyt małe, aby stanowić jakiekolwiek zagrożenie dla ludzi.

Pęcherze pławne ryb głębinowych są nieobecne lub prawie nie działają, a ryby batypelagiczne zwykle nie podejmują migracji pionowych. Napełnianie pęcherzy przy tak dużym ciśnieniu pociąga za sobą ogromne koszty energii. Niektóre ryby głębinowe mają pęcherze pławne, które funkcjonują, gdy są młode i zamieszkują górną strefę epipelagiczną, ale więdną lub wypełniają się tłuszczem, gdy ryby schodzą do swojego dorosłego środowiska.

Najważniejszymi systemami sensorycznymi są zwykle ucho wewnętrzne , które reaguje na dźwięk, oraz linia boczna , która reaguje na zmiany ciśnienia wody. Układ węchowy może być również ważny dla samców, którzy odnajdują samice po zapachu. Ryby batypelagiczne są czarne, a czasem czerwone, z nielicznymi fotoforami . Kiedy stosuje się fotofory, zwykle ma to na celu zwabienie ofiary lub zwabienie partnera. Ponieważ pożywienia jest tak mało, drapieżniki batypelagiczne nie są selektywne w swoich nawykach żywieniowych, ale chwytają wszystko, co znajdzie się wystarczająco blisko. Osiągają to dzięki dużym ustom z ostrymi zębami do chwytania dużej zdobyczy i zachodzącym na siebie grabiom skrzelowym , które zapobiegają ucieczce małej zdobyczy, która została połknięta.

W tej strefie nie jest łatwo znaleźć partnera. Niektóre gatunki zależą od bioluminescencji , gdzie wzory bioluminescencyjne są unikalne dla określonych gatunków. Inni są hermafrodytami , co podwaja ich szanse na wyprodukowanie zarówno komórek jajowych, jak i nasienia, gdy dojdzie do spotkania. Samica żabnicy uwalnia feromony , aby przyciągnąć małe samce. Kiedy mężczyzna ją znajdzie, gryzie ją i nigdy nie puszcza. Kiedy samiec z gatunku żabnicowatych Haplophryne mollis wgryza się w skórę samicy, uwalnia enzym , który trawi skórę jego ust i jej ciała, łącząc parę do punktu, w którym łączą się dwa układy krążenia. Samiec następnie ulega atrofii do niczego więcej niż pary gonad . Ten skrajny dymorfizm płciowy zapewnia, że ​​gdy samica jest gotowa do tarła, ma natychmiast dostępnego partnera.

W strefie bathypelagic żyje wiele form innych niż ryby, takich jak kalmary, duże wieloryby, ośmiornice, gąbki, ramienionogi , rozgwiazdy i jeżówki , ale ta strefa jest trudna do życia dla ryb.

  • The pelican eel uses its large mouth like a net by opening its jaws and swimming towards prey. It has a luminescent organ at the tip of its tail to attract prey.

    Węgorz pelikan używa swoich dużych ust jak sieci, otwierając szczęki i płynąc w kierunku ofiary. Ma luminescencyjny organ na końcu ogona, który przyciąga zdobycz.

  • The black swallower, with its distensible stomach, is notable for its ability to swallow, whole, bony fishes ten times its mass.[48][49]

    Czarny połykacz , z rozciągliwym żołądkiem, wyróżnia się zdolnością do połykania całych, kościstych ryb dziesięciokrotnie większych od siebie.

  • Female Haplophryne mollis anglerfish trailing attached males which have atrophied into a pair of gonads, for use when the female is ready to spawn.

    Samica żabnicy Haplophryne mollis ciągnąca za sobą przyczepione samce, które uległy atrofii w parę gonad, do wykorzystania, gdy samica jest gotowa do tarła.

Dostosowanie do wysokiego ciśnienia

Gdy ryba zanurza się głębiej w morzu, ciężar wody wywiera na rybę rosnące ciśnienie hydrostatyczne . To zwiększone ciśnienie wynosi około jednego atm na każde 10 m głębokości. Dla ryby na dnie strefy batypelagicznej ciśnienie to wynosi około 400 atm (prawie 6000 funtów na cal kwadratowy).

Organizmy głębinowe posiadają przystosowania na poziomie komórkowym i fizjologicznym, które pozwalają im przetrwać w środowiskach o dużym ciśnieniu. Brak tych adaptacji ogranicza głębokości, na których mogą działać gatunki płytkowodne. Wysoki poziom ciśnienia zewnętrznego wpływa na przebieg procesów metabolicznych i reakcji biochemicznych. Równowagę wielu reakcji chemicznych zaburza ciśnienie, a ciśnienie może hamować procesy, w wyniku których dochodzi do wzrostu objętości. Woda, kluczowy składnik wielu procesów biologicznych, jest bardzo podatna na zmiany objętości, głównie dlatego, że składniki płynu komórkowego mają wpływ na strukturę wody. Tak więc reakcje enzymatyczne, które powodują zmiany w organizacji wody, skutecznie zmieniają objętość systemu. Białka odpowiedzialne za reakcje katalizujące są zwykle utrzymywane razem przez słabe wiązania , a reakcje zwykle wiążą się ze wzrostem objętości.

Aby dostosować się do tej zmiany, struktura białek i kryteria reakcji ryb głębinowych zostały dostosowane do wytrzymania ciśnienia w celu przeprowadzenia reakcji w tych warunkach. W środowiskach o wysokim ciśnieniu dwuwarstwowe błony komórkowe tracą płynność. Głębinowe błony komórkowe faworyzują dwuwarstwy fosfolipidowe o wyższym udziale nienasyconych kwasów tłuszczowych , które indukują większą płynność niż ich odpowiedniki na poziomie morza.

Grzechotnik Coryphaenoides armatus (buławik głębinowy) na Davidson Seamount na głębokości 2253 m.

Gatunki głębinowe wykazują mniejsze zmiany entropii i entalpii w porównaniu z organizmami na powierzchni, ponieważ środowisko o wysokim ciśnieniu i niskiej temperaturze sprzyja ujemnym zmianom entalpii i zmniejszonej zależności od reakcji napędzanych entropią. Ze strukturalnego punktu widzenia globularne białka ryb głębinowych ze względu na trzeciorzędową strukturę G-aktyny są stosunkowo sztywne w porównaniu z białkami ryb powierzchniowych. Fakt, że białka ryb głębinowych różnią się strukturalnie od ryb powierzchniowych, wynika z obserwacji, że aktyna z włókien mięśniowych ryb głębinowych jest wyjątkowo odporna na ciepło; obserwacja podobna do tej, którą można znaleźć u jaszczurek. Białka te są wzmacniane strukturalnie poprzez modyfikację wiązań w trzeciorzędowej strukturze białka, co również powoduje wysoki poziom stabilności termicznej. Białka są strukturalnie wzmacniane, aby wytrzymać ciśnienie poprzez modyfikację wiązań w strukturze trzeciorzędowej. Dlatego wysokie poziomy ciśnienia hydrostatycznego, podobne do wysokich temperatur ciała termofilnych gadów pustynnych, sprzyjają sztywnym strukturom białkowym.

Na+/K+ -ATPaza jest enzymem lipoproteinowym , który odgrywa znaczącą rolę w osmoregulacji i jest pod silnym wpływem ciśnienia hydrostatycznego. Hamowanie Na+/K+ -ATPazy jest spowodowane zwiększoną kompresją spowodowaną ciśnieniem. Etap ograniczający szybkość reakcji Na+/K+-ATPazy indukuje ekspansję dwuwarstwy otaczającej białko, a tym samym wzrost objętości. Wzrost objętości sprawia, że ​​reaktywność Na+/K+ -ATPazy jest podatna na wyższe ciśnienia. Chociaż aktywność ATPazy Na+/K+ na gram tkanki skrzeli jest niższa w przypadku ryb głębinowych, ATPazy Na+/K+ ryb głębinowych wykazują znacznie wyższą tolerancję na ciśnienie hydrostatyczne w porównaniu z ich odpowiednikami w wodach płytkich. Jest to zilustrowane między gatunkiem C. acrolepis (około 2000 m głębokości) a jego hadalpelagicznym odpowiednikiem C. armatus (około 4000 m głębokości), gdzie Na +/K + -ATPazy C. armatus są znacznie mniej wrażliwe na ciśnienie. Tę odporność na ciśnienie można wytłumaczyć adaptacjami ugrupowań białkowych i lipidowych Na+/K+-ATPazy.

Latarniak

Główny artykuł: Lanternfish
Ryba latarnia

Pobieranie próbek za pomocą trałowania głębokiego wskazuje, że latarnie stanowią aż 65% całej biomasy ryb głębinowych . Rzeczywiście, latarniowce należą do najbardziej rozpowszechnionych, najliczniejszych i najbardziej różnorodnych kręgowców , odgrywając ważną rolę ekologiczną jako ofiara dla większych organizmów. Przy szacowanej globalnej biomasie wynoszącej 550–660 milionów ton metrycznych , kilka razy większej niż połowy światowych łowisk, latarniowce stanowią również znaczną część biomasy odpowiedzialnej za głęboką warstwę rozpraszającą światowych oceanów. Na Oceanie Południowym Myctophids stanowią alternatywne źródło pożywienia dla kryla dla drapieżników, takich jak kalmary i pingwiny królewskie . Chociaż tych ryb jest dużo i są one płodne, obecnie istnieje tylko kilka komercyjnych łowisk lampionfish: obejmują one ograniczone operacje u wybrzeży Afryki Południowej , na sub-Antarktydzie iw Zatoce Omańskiej .

Zagrożone gatunki

Badanie przeprowadzone w 2006 roku przez kanadyjskich naukowców wykazało, że pięć gatunków ryb głębinowych – morszczuk błękitny , węgorz kolczasty – jest na skraju wyginięcia z powodu przeniesienia rybołówstwa komercyjnego z szelfów kontynentalnych na zbocza szelfów kontynentalnych , aż do głębin 1600m. Powolna reprodukcja tych ryb – osiągają one dojrzałość płciową mniej więcej w tym samym wieku co ludzie – jest jednym z głównych powodów, dla których nie mogą dojść do siebie po nadmiernych połowach .

Zobacz też

Cytaty

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Zewnętrzne wideo
video icon Creatures and Fish of the Deep Ocean – dokument National Geographic
Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Deep-sea_fish&oldid=1134690728 ”