Trawa morska
| trawy morskie Zakres czasowy:
|
|
|---|---|
|
|
| Zostera marina – najliczniejszy gatunek trawy morskiej na półkuli północnej | |
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | Planty |
| Klad : | Tracheofity |
| Klad : | okrytozalążkowe |
| Klad : | jednoliścienne |
| Zamówienie: |
Alismatales R.Br. z Berchtem. & J.Presl |
| Rodziny | |
|
Patrz taksonomia |
|
Trawy morskie to jedyne rośliny kwitnące , które rosną w środowisku morskim . Istnieje około 60 gatunków w pełni morskich traw morskich, które należą do czterech rodzin ( Posidoniaceae , Zosteraceae , Hydrocharitaceae i Cymodoceaceae ), wszystkie w kolejności Alismatales (w klad jednoliściennych ). Trawa morska wyewoluowała z roślin lądowych , które ponownie skolonizowały ocean 70 do 100 milionów lat temu.
Nazwa trawa morska pochodzi od wielu gatunków o długich i wąskich liściach , które wyrastają z kłączy i często rozpościerają się na dużych „ łąkach ” przypominających łąki ; wiele gatunków z pozoru przypomina trawy lądowe z rodziny Poaceae .
Podobnie jak wszystkie rośliny autotroficzne , trawy morskie fotosyntetyzują w zanurzonej strefie fotycznej i najczęściej występują w płytkich i osłoniętych wodach przybrzeżnych zakotwiczonych w dnie piasku lub błota. Większość gatunków ulega zapylaniu w łodziach podwodnych i kończy swój cykl życiowy pod wodą. Chociaż wcześniej uważano, że zapylanie odbywa się bez zapylaczy i wyłącznie przez dryf prądów morskich, wykazano, że jest to fałszywe w przypadku co najmniej jednego gatunku, Thalassia testudinum , który stosuje mieszaną strategię biotyczno-abiotyczną. Skorupiaki (takie jak kraby, Majidae zoae , Thalassinidea zoea ) i syllid polychaete larwy zostały znalezione wraz z ziarnami pyłku, roślina wytwarzająca odżywcze, śluzowate grudki pyłku, które przyciągają i przyklejają się do nich zamiast nektaru, jak to robią kwiaty lądowe.
Trawy morskie tworzą gęste podwodne łąki trawy morskiej , które należą do najbardziej produktywnych ekosystemów na świecie. Funkcjonują jako ważne pochłaniacze dwutlenku węgla i zapewniają siedliska i pożywienie dla różnorodności życia morskiego porównywalnej z rafami koralowymi .
Przegląd
Trawy morskie to parafiletyczna grupa morskich roślin okrytonasiennych , które ewoluowały równolegle trzy do czterech razy z roślin lądowych z powrotem do morza. Do zdefiniowania gatunku trawy morskiej można wykorzystać następujące cechy. Żyje w ujściach rzek lub w środowisku morskim i nigdzie indziej. Zapylanie odbywa się pod wodą za pomocą wyspecjalizowanych pyłków . Nasiona rozsiewane zarówno przez czynniki biotyczne , jak i abiotyczne są produkowane pod wodą. Gatunki trawy morskiej mają wyspecjalizowane liście ze zredukowaną skórką , naskórek pozbawiony aparatów szparkowych i będący główną tkanką fotosyntetyczną . Kłącze lub podziemna łodyga jest ważna dla zakotwiczenia . Korzenie mogą żyć w środowisku beztlenowym i polegać na transporcie tlenu z liści i kłączy, ale są również ważne w procesach przenoszenia składników odżywczych .
Trawy morskie głęboko wpływają na fizyczne, chemiczne i biologiczne środowisko wód przybrzeżnych. Chociaż trawy morskie zapewniają nieocenione usługi ekosystemowe , działając jako wylęgarnia i wylęgarnia dla różnych organizmów i promując rybołówstwo komercyjne , wiele aspektów ich fizjologii nie jest dobrze zbadanych. Kilka badań wykazało, że siedliska trawy morskiej zmniejszają się na całym świecie. Dziesięć gatunków trawy morskiej jest zagrożonych wyginięciem (14% wszystkich gatunków trawy morskiej), a trzy gatunki kwalifikują się jako zagrożone . Utrata trawy morskiej i degradacja bioróżnorodności trawy morskiej będzie miało poważne reperkusje dla różnorodności biologicznej mórz i populacji ludzkiej, która jest zależna od zasobów i usług ekosystemowych zapewnianych przez trawę morską.
Trawy morskie tworzą ważne ekosystemy przybrzeżne. Światowe zagrożenie dla tych łąk morskich, które dostarczają pożywienia i siedlisk dla wielu gatunków morskich , powoduje potrzebę ochrony i zrozumienia tych cennych zasobów.
Ewolucja
Około 140 milionów lat temu trawy morskie wyewoluowały z wczesnych roślin jednoliściennych, którym udało się podbić środowisko morskie. Rośliny jednoliścienne to trawiaste i trawiaste rośliny kwitnące (okrytozalążkowe), których nasiona zazwyczaj zawierają tylko jeden embrionalny liść lub liścień .
Rośliny lądowe wyewoluowały być może już 450 milionów lat temu z grupy zielonych alg . Trawy morskie wyewoluowały następnie z roślin lądowych, które migrowały z powrotem do oceanu. Pomiędzy około 70 a 100 milionami lat temu trzy niezależne linie trawy morskiej ( Hydrocharitaceae , kompleks Cymodoceaceae i Zosteraceae ) wyewoluowały z jednej linii jednoliściennych roślin kwiatowych.
Inne rośliny, które skolonizowały morza, takie jak słone bagna , namorzyny i algi morskie , mają bardziej zróżnicowane linie ewolucyjne. Pomimo małej różnorodności gatunkowej trawom morskim udało się skolonizować szelfy kontynentalne wszystkich kontynentów z wyjątkiem Antarktydy.
Niedawne sekwencjonowanie genomów Zostera marina i Zostera muelleri umożliwiło lepsze zrozumienie adaptacji okrytonasiennych do życia w morzu. Podczas ewolucyjnego powrotu do oceanu różne geny zostały utracone (np. aparatów szparkowych ) lub zostały zredukowane (np. geny zaangażowane w syntezę terpenoidów ), a inne zostały odzyskane, na przykład geny zaangażowane w zasiarczenie .
Informacje o genomie wykazały ponadto, że adaptacja do środowiska morskiego została osiągnięta poprzez radykalne zmiany w składzie ściany komórkowej . Jednak ściany komórkowe traw morskich nie są dobrze poznane. Oprócz cech przodków roślin lądowych można by się spodziewać procesu adaptacji siedliskowej do nowego środowiska charakteryzującego się wieloma abiotycznymi (duże ilości soli) i biotycznymi (różne pasące się trawy morskie i kolonizacja bakteryjna) stresory. Ściany komórkowe traw morskich wydają się skomplikowanym połączeniem cech znanych zarówno z okrytonasiennych roślin lądowych, jak i morskich makroalg z nowymi elementami strukturalnymi.
Taksonomia
Obecnie trawy morskie są polifiletyczną grupą morskich roślin okrytonasiennych z około 60 gatunkami w pięciu rodzinach ( Zosteraceae , Hydrocharitaceae , Posidoniaceae , Cymodoceaceae i Ruppiaceae ), które należą do rzędu Alismatales zgodnie z systemem IV grupy filogenezy okrytozalążkowej . Rodzaj Ruppia , który występuje w wodach słonawych, nie jest uważany przez wszystkich autorów za „prawdziwą” trawę morską i przez niektórych autorów został przeniesiony do Cymodoceaceae. System APG IV i The Plant List Webpage nie udostępniają tego przypisania rodzinnego.
| Rodzina | Obraz | Rodzaje | Opis |
|---|---|---|---|
| Półpasiec | Rodzina Zosteraceae , znana również jako rodzina trawy morskiej , obejmuje dwa rodzaje zawierające 14 gatunków morskich. Występuje w umiarkowanych i subtropikalnych wodach przybrzeżnych , z największą różnorodnością w okolicach Korei i Japonii. Suma częściowa gatunków:
|
||
 |
Phyllospadix | ||
 |
Zostera | ||
| Hydrocharitaceae | Rodzina Hydrocharitaceae , znana również jako trawa taśmowa , obejmuje kanadyjskie wodorosty i frogbit. Rodzina obejmuje zarówno świeże, jak i morskie zwierzęta wodne, chociaż z szesnastu obecnie rozpoznawanych rodzajów tylko trzy są morskie. Występują na całym świecie w wielu różnych siedliskach, ale są głównie tropikalne. Suma częściowa gatunków:
|
||
 |
Enhalus | ||
 |
Halofila | ||
 |
Talasja | ||
| Posidoniaceae | Rodzina Posidoniaceae obejmuje jeden rodzaj z dwoma do dziewięcioma gatunkami morskimi występującymi w morzach Morza Śródziemnego i wokół południowego wybrzeża Australii . Suma częściowa gatunków: od 2 do 9
|
||
.jpg) |
Posidonia | ||
| Cymodoceaceae | Rodzina Cymodoceaceae , znana również jako trawa manatowa , obejmuje tylko gatunki morskie. Niektórzy taksonomowie nie uznają tej rodziny. Suma częściowa gatunków:
|
||
 |
Amfibol | ||
 |
Cymodocea | ||
 |
Halodula | ||
 |
Syringodium | ||
 |
Talasodendron | ||
| Wszystkie gatunki: | |||
Rekrutacja seksualna
Etapy rekrutacji płciowej Posidonia oceanica Dyspersja, adhezja i osadnictwo
Populacje trawy morskiej są obecnie zagrożone przez różne antropogeniczne czynniki stresogenne . Zdolność traw morskich do radzenia sobie z perturbacjami środowiskowymi zależy w pewnym stopniu od zmienności genetycznej , którą uzyskuje się poprzez rekrutację płciową . Tworząc nowe osobniki, trawy morskie zwiększają swoją różnorodność genetyczną , a tym samym zdolność kolonizacji nowych obszarów i adaptacji do zmian środowiskowych. [ nadmierne cytowania ]
Trawy morskie mają kontrastujące strategie kolonizacji . Niektóre trawy morskie tworzą banki nasion małych nasion z twardymi owocniami , które mogą pozostawać w stanie spoczynku przez kilka miesięcy. Te trawy morskie są na ogół krótkotrwałe i mogą szybko odbudować się po zakłóceniach, ponieważ nie kiełkują daleko od macierzystych łąk (np. Halophila sp., Halodule sp., Cymodocea sp., Zostera sp. i Heterozostera sp. W przeciwieństwie propagule dyspersyjne . Ta strategia jest typowa dla długowiecznych traw morskich, które mogą tworzyć pływające owoce z wewnętrznymi dużymi nieuśpionymi nasionami, takimi jak rodzaje Posidonia sp., Enhalus sp. i Thalassia sp. W związku z tym nasiona długowiecznych traw morskich mają dużą zdolność rozprzestrzeniania się w porównaniu z nasionami typu krótkotrwałego, co umożliwia ewolucję gatunków poza niesprzyjającymi warunkami świetlnymi poprzez rozwój sadzonek łąk macierzystych.
Trawa morska Posidonia oceanica (L.) Delile jest jednym z najstarszych i największych gatunków na Ziemi. Pojedynczy osobnik może tworzyć łąki o szerokości prawie 15 km i mogą mieć od setek do tysięcy lat. Łąki P. oceanica odgrywają ważną rolę w utrzymaniu geomorfologii wybrzeży Morza Śródziemnego, co między innymi czyni trawę morską priorytetowym siedliskiem ochrony. Obecnie kwitnienie i rekrutacja P. oceanica wydaje się być częstsze niż oczekiwano w przeszłości. Co więcej, ta trawa morska ma wyjątkowe przystosowania zwiększające jej przeżywalność podczas rekrutacji. Zawarte w nasionach tej trawy morskiej duże ilości składników odżywczych wspomagają wzrost pędów i korzeni nawet do pierwszego roku rozwoju siewek. W pierwszych miesiącach kiełkowania , kiedy rozwój liści jest znikomy, nasiona P. oceanica wykazują aktywność fotosyntetyczną , co zwiększa ich tempo fotosyntezy, a tym samym maksymalizuje sukces sadzonek. Sadzonki wykazują również wysoką plastyczność morfologiczną podczas ich systemu korzeniowego rozwój poprzez tworzenie przyczepnych włośników , które pomagają zakotwiczyć się w skalistych osadach. Jednak wiele czynników dotyczących P. oceanica pozostaje nieznanych, na przykład kiedy fotosynteza w nasionach jest aktywna lub w jaki sposób nasiona mogą pozostać zakotwiczone w podłożu i utrzymywać się na nim, dopóki ich system korzeniowy nie zostanie całkowicie rozwinięty.
Międzypływowe i subpływowe
Reakcje morfologiczne i fotoaklimatyzacyjne międzypływowej i subpływowej trawy morskiej Zostera marina
Trawy morskie występujące w strefach międzypływowych i subpływowych są narażone na bardzo zmienne warunki środowiskowe ze względu na zmiany pływów. Subpływowe trawy morskie są częściej narażone na słabsze warunki oświetleniowe, napędzane przez mnóstwo wpływów naturalnych i spowodowanych przez człowieka, które zmniejszają przenikanie światła poprzez zwiększenie gęstości zawieszonych nieprzezroczystych materiałów. Warunki oświetlenia subpływowego można oszacować z dużą dokładnością za pomocą sztucznej inteligencji, umożliwiając szybsze łagodzenie niż było to możliwe przy użyciu technik in situ . Trawy morskie w strefie międzypływowej są regularnie wystawiane na działanie powietrza iw konsekwencji doświadczają ekstremalnie wysokich i niskich temperatur, wysokiego promieniowania fotoinhibicyjnego i wysychania stres związany z subpływową trawą morską. Tak ekstremalne temperatury mogą prowadzić do znacznego zamierania trawy morskiej, gdy trawa morska jest wystawiona na działanie powietrza podczas odpływu. Stres wysychania podczas odpływu został uznany za główny czynnik ograniczający rozmieszczenie trawy morskiej w górnej strefie międzypływowej. Trawy morskie zamieszkujące strefę międzypływową są zwykle mniejsze niż te w strefie podpływowej, aby zminimalizować skutki stresu związanego z wschodami. Trawy morskie międzypływowe wykazują również reakcje zależne od światła, takie jak zmniejszona wydajność fotosyntezy i zwiększona fotoochrona w okresach wysokiego natężenia promieniowania i ekspozycji na powietrze.
W przeciwieństwie do tego trawy morskie w strefie pływów przystosowują się do warunków ograniczonego oświetlenia spowodowanego tłumieniem i rozpraszaniem światła z powodu nakładającej się słupa wody i zawieszonych cząstek. Trawy morskie w głębokiej strefie pływów mają na ogół dłuższe liście i szersze blaszki liściowe niż te w płytkiej strefie pływów lub międzypływów, co pozwala na większą fotosyntezę, co z kolei skutkuje większym wzrostem. Trawy morskie również reagują na zmniejszone oświetlenie, zwiększając chlorofilu i zmniejszając stosunek chlorofilu a/b w celu zwiększenia absorpcji światła wydajność dzięki efektywnemu wykorzystaniu obfitych długości fal. Ponieważ trawy morskie w strefach międzypływowych i subpływowych znajdują się w bardzo różnych warunkach oświetleniowych, wykazują wyraźnie różne reakcje fotoaklimatyzacyjne, aby zmaksymalizować aktywność fotosyntetyczną i fotoprotekcję przed nadmiernym napromieniowaniem.
Trawy morskie asymilują duże ilości węgla nieorganicznego , aby osiągnąć wysoki poziom produkcji. Makrofity morskie , w tym trawa morska, wykorzystują zarówno CO2 , jak i HCO - 3 ( wodorowęglany ) do fotosyntetycznej redukcji węgla. Pomimo ekspozycji na powietrze podczas odpływu, trawy morskie w strefie międzypływowej mogą kontynuować fotosyntezę wykorzystując CO 2 w powietrzu. Zatem skład nieorganicznych źródeł węgla do fotosyntezy trawy morskiej prawdopodobnie różni się między roślinami międzypływowymi i subpływowymi. Ponieważ stabilne stosunki izotopów węgla zmian tkanek roślinnych w oparciu o nieorganiczne źródła węgla do fotosyntezy, trawy morskie w strefach międzypływowych i subpływowych mogą mieć różne zakresy proporcji stabilnych izotopów węgla.
Łąki trawy morskiej
Łąki /łąki trawy morskiej mogą być jednogatunkowe (składające się z jednego gatunku) lub w łóżkach mieszanych. Na o klimacie umiarkowanym dominuje zwykle jeden lub kilka gatunków (jak trawa morska Zostera marina na północnym Atlantyku), podczas gdy złoża tropikalne są zwykle bardziej zróżnicowane, na Filipinach odnotowano do trzynastu gatunków .
Łąki trawy morskiej są zróżnicowanymi i produktywnymi ekosystemami i mogą być siedliskiem setek powiązanych gatunków ze wszystkich rodzajów , na przykład młodych i dorosłych ryb , epifitycznych i wolno żyjących makroalg i mikroalg , mięczaków , szczecinowców i nicieni . Początkowo uważano, że niewiele gatunków żeruje bezpośrednio na liściach trawy morskiej (częściowo z powodu ich niskiej zawartości składników odżywczych), ale przeglądy naukowe i udoskonalone metody pracy wykazały, że trawa morska roślinożerne jest ważnym ogniwem w łańcuchu pokarmowym, żywiąc setki gatunków, w tym żółwie zielone , diugonie , manaty , ryby , gęsi , łabędzie , jeżowce i kraby . Niektóre gatunki ryb, które odwiedzają/żywią się trawami morskimi, wychowują swoje młode w sąsiednich lasach namorzynowych lub rafach koralowych .
Trawa morska zatrzymuje osad i spowalnia ruch wody, powodując osadzanie się zawiesiny. Uwięzienie osadów przynosi korzyści koralowcom , zmniejszając obciążenie osadami, poprawiając fotosyntezę zarówno koralowców, jak i trawy morskiej.
Trawy morskie, choć często pomijane, zapewniają szereg usług ekosystemowych . Trawy morskie są uważane za inżynierów ekosystemów . Oznacza to, że rośliny zmieniają otaczający je ekosystem. To dostosowanie występuje zarówno w postaci fizycznej, jak i chemicznej. Wiele gatunków trawy morskiej tworzy rozległą podziemną sieć korzeni i kłączy , która stabilizuje osady i ogranicza erozję wybrzeża . System ten pomaga również w natlenianiu osadu, zapewniając gościnne środowisko dla organizmów żyjących w osadach . Trawy morskie poprawiają również jakość wody poprzez stabilizację metali ciężkich, zanieczyszczeń i nadmiaru składników odżywczych. Długie źdźbła trawy morskiej spowalniają ruch wody, co zmniejsza energię fal i zapewnia dodatkową ochronę przed erozją wybrzeża i falami sztormowymi . Ponadto, ponieważ trawy morskie są roślinami podwodnymi, wytwarzają znaczne ilości tlenu, który dotlenia słup wody. Łąki te odpowiadają za ponad 10% całkowitego magazynowania węgla w oceanie. Na hektar zatrzymuje dwa razy więcej dwutlenku węgla niż lasy deszczowe i może pochłaniać około 27,4 miliona ton CO2 rocznie .
Łąki trawy morskiej dostarczają pożywienia wielu roślinożercom morskim. Żółwie morskie, manaty, papugoryby, pokolce, jeżowce i pinfisz żywią się trawami morskimi. Wiele innych mniejszych zwierząt żywi się epifitami i bezkręgowcami żyjącymi na źdźbłach trawy morskiej i wśród nich. Łąki trawy morskiej zapewniają również siedlisko fizyczne na obszarach, które w przeciwnym razie byłyby pozbawione jakiejkolwiek roślinności. Ze względu na tę trójwymiarową strukturę słupa wody wiele gatunków zajmuje siedliska trawy morskiej jako schronienie i żerowisko. Szacuje się, że 17 gatunków ryb raf koralowych spędza całe swoje młode stadium życia wyłącznie na równinach porośniętych trawą morską. Siedliska te pełnią również funkcję wylęgarni dla gatunków ryb cenionych pod względem komercyjnym i rekreacyjnym, w tym granika knebel ( Mycteroperca microlepis ), bębenek czerwony, snook pospolity i wiele innych. Niektóre gatunki ryb wykorzystują łąki trawy morskiej i różne etapy cyklu życiowego. W niedawnej publikacji dr Ross Boucek i współpracownicy odkryli, że dwie bardzo poszukiwane ryby płaskie, snobek zwyczajny i troć wędrowna, zapewniają niezbędne siedlisko żerowania podczas rozmnażania. Rozmnażanie płciowe jest niezwykle kosztowne energetycznie, aby można je było uzupełnić zmagazynowaną energią; dlatego do pełnego rozmnażania wymagają łąk z trawą morską w bliskiej odległości. Ponadto wiele ważnych handlowo bezkręgowców zamieszkują również siedliska trawy morskiej, w tym przegrzebki zatoki ( Argopecten irradian ), podkowiaste i krewetki . Charyzmatyczną faunę można również zobaczyć odwiedzając siedliska trawy morskiej. Gatunki te obejmują manaty z Indii Zachodnich , żółwie zielone i różne gatunki rekinów. Duża różnorodność organizmów morskich, które można znaleźć na siedliskach trawy morskiej, promuje je jako atrakcję turystyczną i znaczące źródło dochodów dla wielu gospodarek przybrzeżnych wzdłuż Zatoki Meksykańskiej i na Karaibach.
Rozdymka z białymi plamami , często spotykana na obszarach trawy morskiej
Podwodne nagranie przedstawiające łąkę z trawą morską, husa byka i węgorza kongera
Mikrobiom trawy morskiej
Holobiont z trawy morskiej
Koncepcja holobiontu , która podkreśla znaczenie i interakcje gospodarza mikrobiologicznego z powiązanymi mikroorganizmami i wirusami oraz opisuje ich funkcjonowanie jako pojedynczej jednostki biologicznej, została zbadana i omówiona dla wielu systemów modelowych, chociaż istnieje zasadnicza krytyka koncepcji, która definiuje różnorodne symbiozy gospodarz-drobnoustroj jako pojedynczą jednostkę biologiczną. Koncepcje holobiontu i hologenomu ewoluowały od czasu pierwotnej definicji i nie ma wątpliwości, że mikroorganizmy symbiotyczne mają kluczowe znaczenie dla biologii i ekologii żywiciela, dostarczając witamin, energii i nieorganicznych lub organicznych składników odżywczych, uczestnicząc w mechanizmach obronnych lub napędzając ewolucja gospodarza.
Chociaż większość prac nad interakcjami między gospodarzem a drobnoustrojami koncentrowała się na systemach zwierzęcych, takich jak koralowce, gąbki lub ludzie, istnieje pokaźna literatura na temat holobiontów roślinnych . Społeczności mikrobiologiczne związane z roślinami wpływają na oba kluczowe elementy kondycji roślin, wzrostu i przeżycia, i są kształtowane przez dostępność składników odżywczych i mechanizmy obronne roślin. Opisano kilka siedlisk, w których znajdują się drobnoustroje związane z roślinami, w tym ryzoplan (powierzchnia tkanki korzeniowej), ryzosfera ( obwód korzeni), endosfera (wewnątrz tkanki roślinnej) i fyllosfera (całkowita powierzchnia nadziemna). Społeczność drobnoustrojów w P. oceanica wykazuje podobną złożoność jak siedliska lądowe, które zawierają tysiące taksonów na gram gleby. Natomiast skład chemiczny ryzosfery P. oceanica był zdominowany przez obecność cukrów, takich jak sacharoza i związki fenolowe.
Ściany komórkowe
Ściany komórkowe trawy morskiej zawierają te same polisacharydy , które występują w roślinach lądowych okrytozalążkowych , takie jak celuloza . Jednak ściany komórkowe niektórych traw morskich charakteryzują się siarczanowanymi polisacharydami, co jest wspólną cechą makroglonów z grupy czerwonych , brunatnych , a także zielonych alg . W 2005 roku zaproponowano, aby morskie okrytozalążkowe odzyskały zdolność do syntezy siarczanowanych polisacharydów. Inną unikalną cechą ścian komórkowych traw morskich jest występowanie niezwykłych pektynowych zwanych apiogalakturonanami .
Oprócz polisacharydów, glikoproteiny z rodziny glikoprotein bogatych w hydroksyprolinę są ważnymi składnikami ścian komórkowych roślin lądowych. Wysoce glikozylowane białka arabinogalaktanowe są interesujące ze względu na ich udział zarówno w architekturze ścian, jak i komórkowych procesach regulacyjnych. Białka arabinogalaktanu są wszechobecne w nasionach roślin lądowych, a także w paprociach , likofitach i mchach . Strukturalnie charakteryzują się dużymi ugrupowaniami polisacharydowymi , z których składają się m.in arabinogalaktany (zwykle ponad 90% cząsteczki), które są kowalencyjnie połączone przez hydroksyprolinę ze stosunkowo małymi szkieletami białkowymi/peptydowymi (zwykle mniej niż 10% cząsteczki). Wyraźny glikan modyfikacje zidentyfikowano w różnych gatunkach i tkankach i zasugerowano, że wpływają one na właściwości fizyczne i funkcje. W 2020 roku AGP po raz pierwszy wyizolowano i scharakteryzowano strukturalnie z trawy morskiej. Chociaż wspólna struktura szkieletowa białek arabinogalaktanowych roślin lądowych jest zachowana, struktury glikanów wykazują unikalne cechy sugerujące rolę białek arabinogalaktanowych trawy morskiej w osmoregulacji .
Kolejnymi składnikami ścian wtórnych roślin są usieciowane polimery fenolowe zwane ligniną , które odpowiadają za mechaniczne wzmocnienie ściany. W trawach morskich ten polimer również wykryto, ale często w mniejszych ilościach w porównaniu z roślinami lądowymi okrytozalążkowymi. Zatem ściany komórkowe traw morskich wydają się zawierać kombinację cech znanych zarówno z okrytonasiennych roślin lądowych, jak i makroalg morskich wraz z nowymi elementami strukturalnymi. Suszone liście trawy morskiej mogą być przydatne do produkcji papieru lub jako materiały izolacyjne, więc znajomość składu ściany komórkowej ma pewne znaczenie technologiczne.
Zagrożenia i ochrona
Trawa morska, mimo że zajmuje zaledwie 0,1–0,2% powierzchni oceanu, tworzy niezwykle ważne ekosystemy. Podobnie jak wiele innych regionów oceanu, trawa morska stanęła w obliczu coraz szybszego globalnego spadku. Od końca XIX wieku ponad 20% światowego obszaru trawy morskiej zostało utracone, a utrata trawy morskiej występuje w tempie 1,5% każdego roku. Spośród 72 światowych gatunków trawy morskiej około jednej czwartej (15 gatunków) można uznać za zagrożone lub bliskie zagrożenia na liście IUCN Czerwona lista gatunków zagrożonych. Zagrożenia obejmują kombinację czynników naturalnych, takich jak burze i choroby, oraz pochodzenia antropogenicznego, w tym niszczenie siedlisk, zanieczyszczenie i zmiany klimatu.
Zdecydowanie najczęstszym zagrożeniem dla trawy morskiej jest działalność człowieka. Aż 67 gatunków (93%) traw morskich jest dotkniętych działalnością człowieka wzdłuż regionów przybrzeżnych. Działania takie jak zagospodarowanie terenów przybrzeżnych, pływanie motorówką i praktyki rybackie, takie jak trałowanie , albo fizycznie niszczą ławice trawy morskiej, albo zwiększają zmętnienie wody, powodując wymieranie trawy morskiej. Ponieważ trawy morskie mają jedne z najwyższych wymagań świetlnych wśród okrytozalążkowych , są one silnie uzależnione od warunków środowiskowych, które zmieniają przejrzystość wody i blokują dostęp światła.
Negatywny wpływ na trawy morskie mają również zmieniające się globalne warunki klimatyczne. Zwiększone zjawiska pogodowe, wzrost poziomu mórz i wyższe temperatury w wyniku globalnego ocieplenia mogą potencjalnie wywołać powszechną utratę trawy morskiej. Dodatkowym zagrożeniem dla trawy morskiej jest wprowadzanie gatunków obcych. W przypadku łóżek trawy morskiej na całym świecie zadomowiło się co najmniej 28 gatunków obcych. Udokumentowano, że większość z tych gatunków inwazyjnych (64%) ma negatywny wpływ na ekosystem.
Inną główną przyczyną zanikania trawy morskiej jest eutrofizacja wybrzeży . Gwałtownie rozwijająca się gęstość zaludnienia wzdłuż wybrzeży doprowadziła do wysokiego ładunku składników odżywczych w wodach przybrzeżnych ze ścieków i innych skutków rozwoju. Zwiększone ładunki składników odżywczych tworzą przyspieszającą kaskadę bezpośrednich i pośrednich skutków, które prowadzą do zaniku trawy morskiej. Podczas gdy ekspozycja na wysokie stężenia składników odżywczych, zwłaszcza azotu i fosforu , może skutkować zwiększoną produktywnością trawy morskiej, wysokie poziomy składników odżywczych mogą również stymulować szybki wzrost makroglonów i epifitów w wodach płytkich i fitoplankton w wodach głębszych. W odpowiedzi na wysoki poziom składników odżywczych makroalgi tworzą gęste zadaszenia na powierzchni wody, ograniczając dostęp światła do bentosowych traw morskich. Zakwity glonów spowodowane eutrofizacją również prowadzą do warunków niedotlenienia , na które trawy morskie są również bardzo podatne. Ponieważ osady przybrzeżne są na ogół beztlenowe , trawa morska musi dostarczać tlen do swoich podziemnych korzeni albo poprzez fotosyntezę lub przez dyfuzję tlenu w słupie wody. Kiedy woda otaczająca trawę morską staje się niedotleniona, tkanki trawy morskiej również stają się niedotlenione. Warunki niedotlenienia negatywnie wpływają na wzrost i przeżywalność trawy morskiej, przy czym wykazano, że trawy morskie narażone na warunki niedotlenienia mają zmniejszone tempo fotosyntezy, zwiększone oddychanie i mniejszy wzrost. Warunki niedotlenienia mogą ostatecznie doprowadzić do wymarcia trawy morskiej, co tworzy cykl dodatniego sprzężenia zwrotnego , w którym rozkład materii organicznej dodatkowo zmniejsza ilość tlenu obecnego w słupie wody.
Morzu Śródziemnym zbadano możliwe trajektorie populacji trawy morskiej . Badania te sugerują, że obecność trawy morskiej zależy od czynników fizycznych, takich jak temperatura, zasolenie, głębokość i zmętnienie, a także od zjawisk naturalnych, takich jak zmiana klimatu i presja antropogeniczna. Chociaż istnieją wyjątki, regresja była ogólną tendencją w wielu obszarach Morza Śródziemnego. Szacuje się, że wzdłuż południowego wybrzeża Lacjum nastąpiła redukcja o 27,7%, w północnym basenie Morza Śródziemnego o 18–38%, na wybrzeżach Ligurii o 19–30% od lat 60. XX wieku i o 23% we Francji w ciągu ostatnich 50 lat. W Hiszpanii główną przyczyną regresu była działalność człowieka, taka jak nielegalne trałowanie i hodowla akwakultury . Stwierdzono, że obszary o średnim lub dużym wpływie człowieka uległy poważniejszemu zmniejszeniu. Ogólnie zasugerowano, że 29% znanych powierzchniowych populacji trawy morskiej zniknęło od 1879 r. Zmniejszenie się liczby tych obszarów sugeruje, że dalsze ocieplenie w basenie Morza Śródziemnego może doprowadzić do funkcjonalnego wyginięcia Posidonia oceanica w basenie Morza Śródziemnego do 2050 r. Naukowcy zasugerowali, że zidentyfikowane przez nich trendy wydają się być częścią ogólnoświatowego trendu na dużą skalę.
ochronne są niezbędne do przetrwania gatunków trawy morskiej. Chociaż istnieje wiele wyzwań do pokonania w odniesieniu do ochrony trawy morskiej, istnieje kilka głównych, którym można sprostać. Społeczna świadomość tego, czym są trawy morskie i ich znaczenie dla dobrostanu ludzi, jest niezwykle ważna. Ponieważ większość ludzi staje się coraz bardziej zurbanizowana, są oni coraz bardziej oddzieleni od świata przyrody. Pozwala to na nieporozumienia i brak zrozumienia ekologii trawy morskiej i jej znaczenia. Ponadto wyzwaniem jest pozyskiwanie i utrzymywanie informacji o stanie i kondycji populacji trawy morskiej. Przy wielu populacjach na całym świecie trudno jest zmapować obecne populacje. Kolejnym wyzwaniem, przed którym stoi ochrona trawy morskiej, jest zdolność do identyfikowania zagrażających działań w skali lokalnej. Ponadto w stale rosnącej populacji ludzkiej istnieje potrzeba zrównoważenia potrzeb ludzi, a jednocześnie zrównoważenia potrzeb planety. Wreszcie wyzwaniem jest generowanie badań naukowych wspierających ochronę trawy morskiej. Ograniczone wysiłki i zasoby są przeznaczone na badanie traw morskich. Widać to w takich miejscach jak np Indie i Chiny , gdzie istnieje niewiele lub nie ma żadnego planu ochrony populacji trawy morskiej. Jednak ochrona i odbudowa trawy morskiej może przyczynić się do osiągnięcia 16 z 17 Celów Zrównoważonego Rozwoju ONZ .
W badaniu ochrony trawy morskiej w Chinach naukowcy przedstawili kilka sugestii, jak lepiej chronić trawę morską. Zasugerowali, że łóżka trawy morskiej powinny zostać włączone do chińskiego programu ochrony, podobnie jak w innych krajach. Wezwali chiński rząd do zakazania rekultywacji terenów w pobliżu lub na obszarach trawy morskiej, do zmniejszenia liczby i rozmiaru stawów hodowlanych, do kontrolowania akwakultury tratwowej i poprawy jakości osadów, do ustanowienia rezerwatów trawy morskiej, do zwiększenia wiedzy rybaków na temat trawy morskiej i decydentów politycznych oraz przeprowadzać odbudowę trawy morskiej. Podobne sugestie wysunięto w Indiach, gdzie naukowcy zasugerowali, że zaangażowanie publiczne jest ważne. Ponadto naukowcy, opinia publiczna i urzędnicy państwowi powinni współpracować w celu integracji tradycyjna wiedza ekologiczna i praktyki społeczno-kulturowe w celu ewolucji polityki ochrony.
Światowy Dzień Trawy Morskiej to coroczne wydarzenie odbywające się 1 marca w celu podniesienia świadomości na temat trawy morskiej i jej ważnych funkcji w ekosystemie morskim.
Zobacz też
- Alismatales
- Niebieski węgiel
- Słone bagno
- Mangrowe
- Ponowne zdziczenie morza
- Siedlisko przedszkola
- Ocean Data Viewer : zawiera globalną dystrybucję zestawu danych trawy morskiej
Dalsze referencje
- den Hartog, C. 1970. Trawy morskie świata . Verhandl. der Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, Afd. Natuurkunde , nr 59(1).
- Duarte, Carlos M. i Carina L. Chiscano „Biomasa i produkcja trawy morskiej: ponowna ocena” Botanika wodna, tom 65, wydania 1–4, listopad 1999, strony 159–174.
- Zielony, EP i krótki, FT (red.). 2003. Światowy atlas traw morskich . University of California Press, Berkeley, Kalifornia. 298 str.
- Hemminga, MA & Duarte, C. 2000. Ekologia trawy morskiej . Cambridge University Press, Cambridge. 298 str.
- Hogarth, Peter Biologia namorzynów i traw morskich (Oxford University Press, 2007)
- Larkum, Anthony WD, Robert J. Orth i Carlos M. Duarte (redaktorzy) Trawy morskie: biologia, ekologia i ochrona (Springer, 2006)
- Orth, Robert J. i in. „Globalny kryzys dla ekosystemów trawy morskiej” BioScience grudzień 2006 / tom. 56 nr 12, strony 987–996.
- Krótki, FT & Coles, RG (red.). 2001. Globalne metody badawcze trawy morskiej . Elsevier Science w Amsterdamie. 473 str.
- AWD Larkum, RJ Orth i CM Duarte (red.). Biologia trawy morskiej: traktat . CRC Press, Boca Raton, Floryda, w druku.
- A. Schwartza; M. Morrisona; I. Hawesa; J. Halliday. 2006. Fizyczna i biologiczna charakterystyka rzadkiego siedliska morskiego: podpływowe pokłady trawy morskiej na przybrzeżnych wyspach. Science for Conservation 269. 39 s. [1]
- Waycott, M, McMahon, K i Lavery, P 2014, Przewodnik po południowych trawach morskich strefy umiarkowanej, CSIRO Publishing, Melbourne
Linki zewnętrzne
- Cullen-Unsworth, Leanne C.; Unsworth, Richard (3 sierpnia 2018). „Wezwanie do ochrony trawy morskiej” . nauka . 361 (6401): 446–448. Bibcode : 2018Sci...361..446C . doi : 10.1126/science.aat7318 . ISSN 0036-8075 . PMID 30072524 . S2CID 51908021 .
- Projekt Seagrass — organizacja charytatywna wspierająca ochronę trawy morskiej poprzez społeczność, badania i działania
- Regeneracja projektu trawy morskiej .
- SeagrassSpotter - projekt Citizen Science mający na celu podnoszenie świadomości na temat łąk trawy morskiej i mapowanie ich lokalizacji
- łóżek trawy morskiej i trawy morskiej z portalu Smithsonian Ocean
- Artykuł Nature Geoscience opisujący lokalizację łąk trawy morskiej na całym świecie
- Seagrass-Watch - największy na świecie naukowy, nieniszczący program do oceny i monitorowania trawy morskiej
- Restore-A-Scar - kampania non-profit mająca na celu przywrócenie łąk trawy morskiej zniszczonych przez rekwizyty łodzi
- SeagrassNet - globalny program monitorowania trawy morskiej
- Fundusz trawy morskiej w The Ocean Foundation
- Taksonomia traw morskich
- Światowe Stowarzyszenie Trawy Morskiej
- trawa morskaLI
- Nauka i zarządzanie trawą morską w Morzu Południowochińskim i Zatoce Tajlandzkiej
- Ekologia morska (grudzień 2006) - wydanie specjalne poświęcone trawom morskim
- Kambodżańska trawa morska
- Wydajność trawy morskiej — działanie COST ES0906
- Rybołówstwo w Australii Zachodniej — arkusz informacyjny dotyczący trawy morskiej
| Biblioteki Narodowe | |
|---|---|
| Inny | |
