Ο ωκεανός ευθύνεται για μέρος της φωτοσύνθεσης. Ωκεανοί και θάλασσες

Οι ωκεανοί καλύπτουν περισσότερο από το 70% της επιφάνειας της Γης. Περιέχει περίπου 1,35 δισεκατομμύρια κυβικά χιλιόμετρα νερού, που είναι περίπου το 97% του συνόλου του νερού στον πλανήτη. Ο ωκεανός υποστηρίζει όλη τη ζωή στον πλανήτη και τον κάνει επίσης μπλε όταν τον βλέπει κανείς από το διάστημα. Η Γη είναι ο μόνος πλανήτης μας ηλιακό σύστημα, το οποίο είναι γνωστό ότι περιέχει υγρό νερό.

Αν και ο ωκεανός είναι ένα συνεχές σώμα νερού, οι ωκεανογράφοι τον έχουν χωρίσει σε τέσσερις κύριες περιοχές: Ειρηνικό, Ατλαντικό, Ινδικό και Αρκτική. Ο Ατλαντικός, ο Ινδικός και ο Ειρηνικός ωκεανός συνδυάζονται για να σχηματίσουν τα παγωμένα νερά γύρω από την Ανταρκτική. Ορισμένοι ειδικοί προσδιορίζουν αυτή την περιοχή ως τον πέμπτο ωκεανό, που συνήθως ονομάζεται Νότος.

Για να κατανοήσετε τη ζωή των ωκεανών, πρέπει πρώτα να γνωρίζετε τον ορισμό της. Η φράση "θαλάσσια ζωή" καλύπτει όλους τους οργανισμούς που ζουν στο αλμυρό νερό, οι οποίοι περιλαμβάνουν μια μεγάλη ποικιλία φυτών, ζώων και μικροοργανισμών όπως βακτήρια και.

Υπάρχει μια τεράστια ποικιλία θαλάσσιων ειδών που κυμαίνονται από μικροσκοπικά μονοκύτταροι οργανισμοίσε γιγάντιες γαλάζιες φάλαινες. Καθώς οι επιστήμονες ανακαλύπτουν νέα είδη, μαθαίνουν περισσότερα για τη γενετική σύνθεση των οργανισμών και μελετούν δείγματα απολιθωμάτων, αποφασίζουν πώς να ομαδοποιήσουν τη χλωρίδα και την πανίδα των ωκεανών. Ακολουθεί μια λίστα με τις κύριες φυλές ή ταξινομικές ομάδες ζωντανών οργανισμών στους ωκεανούς:

(Αννελίδα);
(Αρθρόποδα);
(Χορδάτα);
(Cnidaria);
Κτενοφόρα ( Κτενοφόρα);
(Εχινόδερμα);
(Μαλάκιο)
(Porifera).

Υπάρχουν επίσης διάφορα είδη θαλάσσιων φυτών. Τα πιο συνηθισμένα είναι Χλωρόφυτα, ή πράσινα φύκια, και Ροδόφυτα, ή κόκκινα φύκια.

Προσαρμογές θαλάσσιας ζωής

Από τη σκοπιά ενός ζώου της ξηράς όπως εμείς, ο ωκεανός μπορεί να είναι ένα σκληρό περιβάλλον. Ωστόσο, η θαλάσσια ζωή είναι προσαρμοσμένη στη ζωή στον ωκεανό. Χαρακτηριστικά που επιτρέπουν στους οργανισμούς να ευδοκιμήσουν θαλάσσιο περιβάλλον, περιλαμβάνουν την ικανότητα ρύθμισης της πρόσληψης αλατιού, τα όργανα που παράγουν οξυγόνο (όπως τα βράγχια των ψαριών), την αντίσταση υψηλή πίεση του αίματοςνερό, προσαρμογή στην έλλειψη φωτός. Τα ζώα και τα φυτά που ζουν στη μεσοπαλιρροιακή ζώνη αντιμετωπίζουν ακραίες θερμοκρασίες, ηλιακό φως, άνεμος και κύματα.

Υπάρχουν εκατοντάδες χιλιάδες είδη θαλάσσια ζωή, από μικροσκοπικό ζωοπλαγκτόν έως γιγάντιες φάλαινες. Η ταξινόμηση των θαλάσσιων οργανισμών είναι πολύ μεταβλητή. Το καθένα είναι προσαρμοσμένο στο συγκεκριμένο βιότοπό του. Όλοι οι ωκεάνιοι οργανισμοί αναγκάζονται να αλληλεπιδράσουν με διάφορους παράγοντες που δεν αποτελούν πρόβλημα για τη ζωή στην ξηρά:

Ρύθμιση της πρόσληψης αλατιού.
Λήψη οξυγόνου;
Προσαρμογή στην πίεση του νερού.
Κύματα και αλλαγές στη θερμοκρασία του νερού.
Λαμβάνοντας αρκετό φως.

Παρακάτω θα δούμε μερικούς από τους τρόπους με τους οποίους η θαλάσσια ζωή μπορεί να επιβιώσει σε αυτό περιβάλλονπου είναι πολύ διαφορετικό από το δικό μας.

Ρύθμιση αλατιού

Τα ψάρια μπορούν να πιουν αλμυρό νερόκαι αποβάλλουν το υπερβολικό αλάτι μέσω των βράγχων. Τα θαλασσοπούλια πίνουν επίσης θαλασσινό νερό και το υπερβολικό αλάτι αποβάλλεται μέσω των «αλατωδών αδένων» στη ρινική κοιλότητα και στη συνέχεια ανακινείται από το πουλί. Οι φάλαινες δεν πίνουν αλμυρό νερό, αλλά παίρνουν την απαραίτητη υγρασία από τους οργανισμούς τους, με τους οποίους τρέφονται.

Οξυγόνο

Τα ψάρια και άλλοι οργανισμοί που ζουν κάτω από το νερό μπορούν να λάβουν οξυγόνο από το νερό είτε μέσω των βραγχίων τους είτε μέσω του δέρματός τους.

Τα θαλάσσια θηλαστικά αναγκάζονται να βγουν στην επιφάνεια για να αναπνεύσουν, γι' αυτό οι φάλαινες έχουν οπές αναπνοής στην κορυφή του κεφαλιού τους που τους επιτρέπουν να αναπνέουν αέρα από την ατμόσφαιρα, κρατώντας το μεγαλύτερο μέρος του σώματός τους κάτω από το νερό.

Οι φάλαινες μπορούν να μείνουν κάτω από το νερό χωρίς να αναπνέουν για μία ώρα ή περισσότερο, καθώς χρησιμοποιούν τους πνεύμονές τους πολύ αποτελεσματικά, γεμίζοντας έως και το 90% των πνευμόνων τους με κάθε αναπνοή, και επίσης αποθηκεύονται ασυνήθιστα ένας μεγάλος αριθμός απόοξυγόνο στο αίμα και στους μύες κατά τη διάρκεια της κατάδυσης.

Θερμοκρασία

Πολλά ζώα του ωκεανού είναι ψυχρόαιμα (εκτόθερμα) και η εσωτερική θερμοκρασία του σώματός τους είναι ίδια με το περιβάλλον τους. Εξαίρεση αποτελούν τα θερμόαιμα (ενδόθερμα) θαλάσσια θηλαστικά, τα οποία πρέπει να υποστηρίζουν σταθερή θερμοκρασίατο σώμα σας, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του νερού. Έχουν ένα υποδόριο μονωτικό στρώμα που αποτελείται από λίπος και συνδετικό ιστό. Αυτό το στρώμα υποδόριο λίποςτους επιτρέπει να διατηρούν την εσωτερική θερμοκρασία του σώματός τους περίπου ίδια με αυτή των επίγειων συγγενών τους, ακόμη και στον κρύο ωκεανό. Το μονωτικό στρώμα της φάλαινας μπορεί να έχει πάχος πάνω από 50 cm.

πίεση νερού

Στους ωκεανούς, η πίεση του νερού αυξάνεται κατά 15 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα κάθε 10 μέτρα. Ενώ κάποιοι θαλάσσια πλάσματασπάνια αλλάζουν το βάθος του νερού, τα ζώα που κολυμπούν μακριά όπως οι φάλαινες, οι θαλάσσιες χελώνες και οι φώκιες ταξιδεύουν από ρηχά σε βαθιά νερά σε λίγες μέρες. Πώς αντιμετωπίζουν την πίεση;

Πιστεύεται ότι η σπερματοφάλαινα μπορεί να βουτήξει περισσότερα από 2,5 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού. Μία από τις προσαρμογές είναι ότι οι πνεύμονες και το στήθος συμπιέζονται όταν καταδύονται σε μεγάλα βάθη.

Η δερμάτινη θαλάσσια χελώνα μπορεί να βουτήξει σε πάνω από 900 μέτρα. Οι πτυσσόμενοι πνεύμονες και ένα εύκαμπτο κέλυφος τα βοηθούν να αντέχουν την υψηλή πίεση νερού.

άνεμος και κύματα

Τα ζώα της παλίρροιας ζώνης δεν χρειάζεται να προσαρμοστούν υψηλή πίεσηνερό, αλλά πρέπει να αντέχει τον δυνατό αέρα και την πίεση των κυμάτων. Πολλά ασπόνδυλα και φυτά σε αυτήν την περιοχή έχουν την ικανότητα να προσκολλώνται σε βράχους ή άλλα υποστρώματα, και έχουν επίσης σκληρά προστατευτικά κελύφη.

Ενώ μεγάλα πελαγικά είδη όπως οι φάλαινες και οι καρχαρίες δεν επηρεάζονται από την καταιγίδα, η λεία τους μπορεί να εκτοπιστεί. Για παράδειγμα, οι φάλαινες λεηλατούν τα κωπηλάποδα, τα οποία μπορούν να διασκορπιστούν σε διαφορετικές απομακρυσμένες περιοχές κατά τη διάρκεια ισχυρών ανέμων και κυμάτων.

ηλιακό φως

Οργανισμοί που χρειάζονται φως, όπως οι τροπικοί οι κοραλλιογενείς ύφαλοικαι τα σχετικά φύκια, βρίσκονται σε ρηχά, καθαρά νερά που επιτρέπουν στο ηλιακό φως να περάσει εύκολα.

Επειδή η υποβρύχια ορατότητα και τα επίπεδα φωτός μπορεί να αλλάξουν, οι φάλαινες δεν βασίζονται στην όραση για να βρουν τροφή. Αντίθετα, βρίσκουν θήραμα χρησιμοποιώντας την ηχοεντοπισμό και την ακοή.

Στα βάθη της αβύσσου του ωκεανού, μερικά ψάρια έχουν χάσει τα μάτια τους ή τη χρώση τους επειδή απλά δεν χρειάζονται. Άλλοι οργανισμοί είναι βιοφωταυγείς, χρησιμοποιώντας φωτεινά ή δικά τους όργανα που παράγουν φως για να προσελκύσουν το θήραμα.

Κατανομή της ζωής των θαλασσών και των ωκεανών

Από την ακτογραμμή μέχρι τον βαθύτερο βυθό, ο ωκεανός σφύζει από ζωή. Εκατοντάδες χιλιάδες θαλάσσια είδη κυμαίνονται από μικροσκοπικά φύκια μέχρι τη μπλε φάλαινα που έζησε ποτέ στη Γη.

Ο ωκεανός έχει πέντε κύριες ζώνες ζωής, καθεμία με μοναδικές προσαρμογές οργανισμών στο ιδιαίτερο θαλάσσιο περιβάλλον της.

Ευφωτική ζώνη

Η ευφωτική ζώνη είναι το ηλιόλουστο ανώτερο στρώμα του ωκεανού, με βάθος έως και 200 μέτρα περίπου. Η ευφωτική ζώνη είναι επίσης γνωστή ως φωτική ζώνη και μπορεί να υπάρχει τόσο σε λίμνες με θάλασσες όσο και στον ωκεανό.

Το ηλιακό φως στη φωτική ζώνη επιτρέπει τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης να λάβει χώρα. είναι η διαδικασία με την οποία ορισμένοι οργανισμοί μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια και το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα σε θρεπτικά συστατικά (πρωτεΐνες, λίπη, υδατάνθρακες κ.λπ.) και οξυγόνο. Στον ωκεανό, η φωτοσύνθεση πραγματοποιείται από φυτά και φύκια. Τα φύκια είναι παρόμοια με τα χερσαία φυτά: έχουν ρίζες, μίσχους και φύλλα.

Φυτοπλαγκτόν - μικροσκοπικοί οργανισμοί που περιλαμβάνουν φυτά, φύκια και βακτήρια κατοικούν επίσης στην ευφωτική ζώνη. Δισεκατομμύρια μικροοργανισμοί σχηματίζουν τεράστιες πράσινες ή μπλε κηλίδες στον ωκεανό, που αποτελούν το θεμέλιο των ωκεανών και των θαλασσών. Μέσω της φωτοσύνθεσης, το φυτοπλαγκτόν είναι υπεύθυνο για την παραγωγή σχεδόν του μισού οξυγόνου που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα της Γης. Μικρά ζώα όπως το κριλ (ένα είδος γαρίδας), τα ψάρια και οι μικροοργανισμοί που ονομάζονται ζωοπλαγκτόν τρέφονται με φυτοπλαγκτόν. Με τη σειρά τους, αυτά τα ζώα τρώγονται από φάλαινες, μεγάλα ψάρια, θαλασσοπούλια και ανθρώπους.

μεσοπελαγική ζώνη

Η επόμενη ζώνη, που εκτείνεται σε βάθος περίπου 1000 μέτρων, ονομάζεται μεσοπελαγική ζώνη. Αυτή η ζώνη είναι επίσης γνωστή ως ζώνη του λυκόφωτος, καθώς το φως μέσα σε αυτήν είναι πολύ αμυδρό. Η έλλειψη ηλιακού φωτός σημαίνει ότι πρακτικά δεν υπάρχουν φυτά στη μεσοπελαγική ζώνη, αλλά μεγάλο ψάρικαι οι φάλαινες βουτούν εκεί για να κυνηγήσουν. Τα ψάρια σε αυτή τη ζώνη είναι μικρά και φωτεινά.

βαθύπελαγική ζώνη

Μερικές φορές ζώα από τη μεσοπελαγική ζώνη (όπως οι φάλαινες και τα καλαμάρια) βουτούν στη βαθύπελαγική ζώνη, η οποία φτάνει σε βάθος περίπου 4000 μέτρων. Η βαθύπελαγική ζώνη είναι επίσης γνωστή ως ζώνη του μεσάνυχτα επειδή δεν φτάνει το φως.

Τα ζώα που ζουν στη βαθύπελαγική ζώνη είναι μικρά, αλλά συχνά έχουν τεράστια στόματα, αιχμηρά δόντια και εκτεινόμενα στομάχια που τους επιτρέπουν να τρώνε κάθε τροφή που πέφτει στο στόμα τους. Το μεγαλύτερο μέρος αυτής της τροφής προέρχεται από υπολείμματα φυτών και ζώων που κατέρχονται από τις ανώτερες πελαγικές ζώνες. Πολλά βαθύπελαγικά ζώα δεν έχουν μάτια γιατί δεν χρειάζονται στο σκοτάδι. Επειδή η πίεση είναι τόσο υψηλή, είναι δύσκολο να βρεις θρεπτικά συστατικά. Τα ψάρια στη βαθύπελαγική ζώνη κινούνται αργά και έχουν ισχυρά βράγχια για να εξάγουν οξυγόνο από το νερό.

αβυσσοπελαγική ζώνη

Το νερό στον πυθμένα του ωκεανού, στην αβυσσοπελαγική ζώνη, είναι πολύ αλμυρό και κρύο (2 βαθμούς Κελσίου ή 35 βαθμούς Φαρενάιτ). Σε βάθη έως και 6.000 μέτρα, η πίεση είναι πολύ ισχυρή - 11.000 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα. Αυτό κάνει τη ζωή αδύνατη για τα περισσότερα ζώα. Η πανίδα αυτής της ζώνης, προκειμένου να ανταπεξέλθει στις σκληρές συνθήκες του οικοσυστήματος, έχει αναπτύξει παράξενα προσαρμοστικά χαρακτηριστικά.

Πολλά ζώα σε αυτή τη ζώνη, συμπεριλαμβανομένων των καλαμαριών και των ψαριών, είναι βιοφωταύγεια, δηλαδή παράγουν φως μέσω χημικές αντιδράσειςστο σώμα τους. Για παράδειγμα, η πεσκανδρίτσα έχει μια φωτεινή προεξοχή που βρίσκεται μπροστά από το τεράστιο, οδοντωτό στόμα της. Όταν το φως δελεάζει τα μικρά ψάρια, ο ψαράς απλά χτυπάει τα σαγόνια του για να φάει τη λεία του.

Υπεράβυσσα

Η βαθύτερη ζώνη του ωκεανού, που βρίσκεται σε ρήγματα και φαράγγια, ονομάζεται υπεράβυσσα. Λίγοι οργανισμοί ζουν εδώ, όπως τα ισόποδα, ένα είδος καρκινοειδών που σχετίζεται με τα καβούρια και τις γαρίδες.

Όπως τα σφουγγάρια και τα θαλάσσια αγγούρια ευδοκιμούν στις αβυσσοπελαγικές και υπεραβυσσικές ζώνες. Όπως πολλοί αστερίες και μέδουσες, αυτά τα ζώα εξαρτώνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από τα απομεινάρια των νεκρών φυτών και ζώων που ονομάζονται θαλάσσια απορρίμματα.

Ωστόσο, δεν εξαρτώνται όλοι οι κάτοικοι του βυθού από τα θαλάσσια υπολείμματα. Το 1977, ωκεανογράφοι ανακάλυψαν μια κοινότητα πλασμάτων στον πυθμένα του ωκεανού που τρέφονταν με βακτήρια γύρω από ανοίγματα που ονομάζονται υδροθερμικές οπές. Αυτές οι οπές εξαερισμού εκτρέπονται ζεστό νερόεμπλουτισμένο με μέταλλα από τα έγκατα της Γης. Τα μέταλλα τρέφουν μοναδικά βακτήρια, τα οποία με τη σειρά τους τρέφουν ζώα όπως καβούρια, οστρακοειδή και σωληνοειδή σκουλήκια.

Απειλές για τη θαλάσσια ζωή

Παρά τη σχετικά μικρή κατανόηση του ωκεανού και των κατοίκων του, η ανθρώπινη δραστηριότητα έχει προκαλέσει τεράστια ζημιά σε αυτό το εύθραυστο οικοσύστημα. Βλέπουμε συνεχώς στις τηλεοράσεις και στις εφημερίδες ότι ένα άλλο θαλάσσιο είδος κινδυνεύει με εξαφάνιση. Το πρόβλημα μπορεί να φαίνεται καταθλιπτικό, αλλά υπάρχει ελπίδα και πολλά πράγματα που μπορεί να κάνει ο καθένας μας για να σώσει τον ωκεανό.

Οι παρακάτω απειλές δεν έχουν κάποια συγκεκριμένη σειρά, καθώς είναι πιο σχετικές σε ορισμένες περιοχές από άλλες και ορισμένοι κάτοικοι των ωκεανών αντιμετωπίζουν πολλαπλές απειλές:

οξίνιση των ωκεανών- εάν είχατε ποτέ ένα ενυδρείο, ξέρετε ότι το σωστό pH του νερού είναι ένα σημαντικό μέρος για τη διατήρηση της υγείας των ψαριών σας.
Αλλαγή του κλίματοςακούμε για όλη την ώρα παγκόσμια υπερθέρμανση, και για καλό λόγο - επηρεάζει αρνητικά τόσο τη θαλάσσια όσο και τη χερσαία ζωή.
Η υπεραλίευση είναι ένα παγκόσμιο πρόβλημα που έχει εξαντλήσει πολλά σημαντικά εμπορικά είδη ψαριών.
Λαθροθηρία και παράνομο εμπόριοπαρά τους νόμους που θεσπίστηκαν για την προστασία θαλάσσια ζωή, παράνομη αλιείαακμάζει μέχρι σήμερα.
Δίκτυα - θέα στη θάλασσααπό μικρά ασπόνδυλα έως μεγάλες φάλαινες μπορεί να εμπλακούν και να πεθάνουν σε εγκαταλελειμμένα δίχτυα ψαρέματος.
Σκουπίδια και ρύπανση- διάφορα ζώα μπορεί να εμπλακούν σε σκουπίδια, καθώς και σε δίχτυα, και οι πετρελαιοκηλίδες προκαλούν μεγάλη ζημιά στα περισσότερα θαλάσσια ζώα.
Απώλεια οικοτόπου- Καθώς ο παγκόσμιος πληθυσμός αυξάνεται, οι ανθρωπογενείς πιέσεις αυξάνονται στις ακτές, τους υγροτόπους, τα δάση φυκιών, τα μαγγρόβια, τις παραλίες, τις βραχώδεις ακτές και τους κοραλλιογενείς υφάλους που φιλοξενούν χιλιάδες είδη.
Χωροκατακτητικά είδη - είδη που εισάγονται σε ένα νέο οικοσύστημα είναι ικανά να προκαλέσουν σοβαρή βλάβη στους αυτόχθονες κατοίκους, αφού λόγω της έλλειψης φυσικών αρπακτικών, μπορεί να συμβεί έκρηξη πληθυσμού σε αυτούς.
Ναυτικά σκάφη - Τα πλοία μπορούν να προκαλέσουν θανατηφόρα ζημιά σε μεγάλα θαλάσσια θηλαστικά, καθώς επίσης δημιουργούν πολύ θόρυβο, μεταφέρουν χωροκατακτητικά είδη, καταστρέφουν κοραλλιογενείς υφάλους αγκυροβολώντας, οδηγούν στην απελευθέρωση χημικών ουσιών στον ωκεανό και την ατμόσφαιρα.
Θόρυβος από τους ωκεανούς - υπάρχουν πολλοί φυσικοί θόρυβοι στον ωκεανό, οι οποίοι αποτελούν αναπόσπαστο μέρος αυτού του οικοσυστήματος, αλλά οι τεχνητοί θόρυβοι μπορούν να διαταράξουν τον ρυθμό της ζωής πολλών θαλάσσιων ζώων.

Κάρολος

Γιατί οι ωκεανοί έχουν «χαμηλή παραγωγικότητα» όσον αφορά τη φωτοσύνθεση;

Το 80% της παγκόσμιας φωτοσύνθεσης λαμβάνει χώρα στον ωκεανό. Παρόλα αυτά, οι ωκεανοί έχουν επίσης χαμηλή παραγωγικότητα - καλύπτουν το 75% του η επιφάνεια της γης, αλλά από τα ετήσια 170 δισεκατομμύρια τόνους ξηρού βάρους που καταγράφονται με τη φωτοσύνθεση, παράγουν μόνο 55 δισεκατομμύρια τόνους. Αυτά τα δύο γεγονότα, που συνάντησα χωριστά, δεν έρχονται σε αντίθεση; Αν οι ωκεανοί καθορίζουν το 80% του συνόλου C O X 2 "role="presentation" style="position: relative;"> CO Χ C O X 2 "role="presentation" style="position: relative;"> C O X 2 "role="presentation" style="position: relative;"> 2 C O X 2 "role="presentation" style="position: relative;"> C O X 2 "role="presentation" style="position: relative;">Γ C O X 2 "role="presentation" style="position: relative;">Ο C O X 2 " role="presentation" style="position: relative;">Χ C O X 2 "role="presentation" style="position: relative;">2στερεώνεται με τη φωτοσύνθεση στη γη και απελευθερώνει το 80% του συνόλου O X 2 "role="presentation" style="position: relative;"> Ο Χ O X 2 "role="presentation" style="position: relative;"> O X 2 "role="presentation" style="position: relative;"> 2 O X 2 "role="presentation" style="position: relative;"> O X 2 "role="presentation" style="position: relative;">Ο O X 2 " role="presentation" style="position: relative;">χ O X 2 "role="presentation" style="position: relative;">2Απελευθερώθηκαν από τη φωτοσύνθεση στη Γη, πρέπει επίσης να ήταν το 80% του ξηρού βάρους. Υπάρχει τρόπος να συμβιβαστούν αυτά τα γεγονότα; Σε κάθε περίπτωση, αν το 80% της φωτοσύνθεσης λαμβάνει χώρα στους ωκεανούς, δεν φαίνεται χαμηλόςπαραγωγικότητα - τότε γιατί λέγεται ότι οι ωκεανοί έχουν χαμηλή πρωτογενή παραγωγικότητα (δίνονται επίσης πολλοί λόγοι για αυτό - ότι το φως δεν είναι διαθέσιμο σε όλα τα βάθη στους ωκεανούς κ.λπ.); Περισσότερη φωτοσύνθεση σημαίνει μεγαλύτερη παραγωγικότητα!

C_Z_

Θα ήταν χρήσιμο να επισημάνετε πού βρήκατε αυτές τις δύο στατιστικές (80% της παγκόσμιας παραγωγικότητας βρίσκεται στον ωκεανό και οι ωκεανοί παράγουν 55/170 εκατομμύρια τόνους ξηρού βάρους)

Απαντήσεις

σοκολάτα

Πρώτον, πρέπει να γνωρίζουμε ποια είναι τα πιο σημαντικά κριτήρια για τη φωτοσύνθεση. είναι: φως, CO2, νερό, θρεπτικά συστατικά. docenti.unicam.it/tmp/2619.ppt Δεύτερον, η παραγωγικότητα για την οποία μιλάτε πρέπει να ονομάζεται "πρωτογενής παραγωγικότητα" και υπολογίζεται διαιρώντας την ποσότητα του άνθρακα που μετατρέπεται ανά μονάδα επιφάνειας (m2) με το χρόνο. ww2.unime.it/snchimambiente/PrPriFattMag.doc

Έτσι, λόγω του γεγονότος ότι οι ωκεανοί καλύπτουν μια μεγάλη περιοχή του κόσμου, οι θαλάσσιοι μικροοργανισμοί μπορούν να μετατρέψουν μεγάλη ποσότητα ανόργανου άνθρακα σε οργανικό (η αρχή της φωτοσύνθεσης). Το μεγάλο πρόβλημα στους ωκεανούς είναι η διαθεσιμότητα των θρεπτικών ουσιών. τείνουν να εναποτίθενται ή να αντιδρούν με νερό ή άλλες χημικές ουσίες, παρόλο που οι θαλάσσιοι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί βρίσκονται κυρίως στην επιφάνεια, όπου φυσικά υπάρχει φως. Αυτό μειώνει κατά συνέπεια τη δυνατότητα φωτοσυνθετικής παραγωγικότητας των ωκεανών.

WYSIWYG ♦

M Gradwell

Εάν οι ωκεανοί σταθεροποιούν το 80% του συνολικού CO2CO2 που δεσμεύεται από τη φωτοσύνθεση της ξηράς και απελευθερώνουν το 80% του συνολικού O2O2 που εκλύεται από τη φωτοσύνθεση της ξηράς, θα πρέπει επίσης να αντιπροσωπεύουν το 80% του ξηρού βάρους που παράγεται.

Πρώτον, τι σημαίνει "O 2 κυκλοφορήσει"; Αυτό σημαίνει ότι «το Ο 2 απελευθερώνεται από τους ωκεανούς στην ατμόσφαιρα, όπου συμβάλλει στην αύξηση των πλεονασμάτων»; Αυτό δεν μπορεί να είναι, καθώς η ποσότητα του O 2 στην ατμόσφαιρα είναι αρκετά σταθερή και υπάρχουν ενδείξεις ότι είναι πολύ χαμηλότερη από ό,τι κατά τους χρόνους του Ιουρασικού. Γενικά, οι παγκόσμιες καταβόθρες O 2 θα πρέπει να εξισορροπούν τις πηγές O 2 ή αν κάτι πρέπει να τις ξεπερνά ελαφρώς, προκαλώντας σταδιακή αύξηση των σημερινών ατμοσφαιρικών επιπέδων CO 2 εις βάρος των επιπέδων O 2.

Έτσι, με τον όρο «απελευθερώνεται» εννοούμε «απελευθερώνεται κατά τη φωτοσύνθεση τη στιγμή της δράσης της».

Οι ωκεανοί σταθεροποιούν το 80% του συνολικού CO2 που συνδέεται με τη φωτοσύνθεση, ναι, αλλά το διασπούν επίσης με τον ίδιο ρυθμό. Για κάθε κύτταρο φυκιών που είναι φωτοσυνθετικό, υπάρχει ένα που είναι νεκρό ή πεθαίνει και καταναλώνεται από βακτήρια (που καταναλώνουν O2) ή το ίδιο καταναλώνει οξυγόνο για να διατηρήσει τις μεταβολικές του διεργασίες κατά τη διάρκεια της νύχτας. Έτσι, η καθαρή ποσότητα O 2 που εκπέμπεται από τους ωκεανούς είναι κοντά στο μηδέν.

Τώρα πρέπει να αναρωτηθούμε τι εννοούμε με τον όρο «απόδοση» σε αυτό το πλαίσιο. Εάν ένα μόριο CO 2 σταθεροποιηθεί λόγω της δραστηριότητας των φυκών, αλλά στη συνέχεια σχεδόν αμέσως γίνει ξανά ακαθόριστο, αυτό θεωρείται "απόδοση"; Αλλά αναβοσβήνει και θα το χάσεις! Ακόμα κι αν δεν αναβοσβήνεις, είναι απίθανο να είναι μετρήσιμο. Το ξηρό βάρος των φυκιών στο τέλος της διαδικασίας είναι το ίδιο όπως στην αρχή. οπότε αν ορίσουμε την «παραγωγικότητα» ως «αύξηση ξηρού βάρους φυκιών», τότε η παραγωγικότητα θα είναι μηδενική.

Για να έχει βιώσιμο αντίκτυπο η φωτοσύνθεση των φυκών στα παγκόσμια επίπεδα CO 2 ή O 2, το σταθερό CO 2 πρέπει να ενσωματωθεί σε κάτι λιγότερο γρήγορο από τα φύκια. Κάτι σαν μπακαλιάρος ή μπακαλιάρος, που ως μπόνους μπορεί να μαζευτεί και να μπει στα τραπέζια. Η "παραγωγικότητα" αναφέρεται συνήθως στην ικανότητα των ωκεανών να αναπληρώνουν αυτά τα πράγματα μετά τη συγκομιδή και είναι πραγματικά μικρή σε σύγκριση με την ικανότητα της γης να παράγει επαναλαμβανόμενες καλλιέργειες.

Θα ήταν διαφορετική ιστορία αν βλέπαμε τα φύκια ως δυνητικά μαζικής συγκομιδής, έτσι ώστε η ικανότητά τους να αναπτύσσονται σαν πυρκαγιά παρουσία απορροής λιπασμάτων από το έδαφος να θεωρούνταν «παραγωγικότητα» και όχι βαθιά ταλαιπωρία. Αλλά δεν είναι.

Με άλλα λόγια, τείνουμε να ορίζουμε την «παραγωγικότητα» με βάση το τι είναι ωφέλιμο για εμάς ως είδος και τα φύκια είναι γενικά άχρηστα.

Τα διάτομα είναι κυρίως αυτότροφα φυτά· σε αυτά, όπως και σε άλλους αυτότροφους οργανισμούς, η διαδικασία σχηματισμού οργανικής ύλης συμβαίνει στους χλωροπλάστες με τη βοήθεια χρωστικών ουσιών κατά τη φωτοσύνθεση. Αρχικά, διαπιστώθηκε ότι οι χρωστικές στα διάτομα αποτελούνται από ένα μείγμα χλωροφύλλων με ξανθοφύλλες και φουκοξανθίνη. Αργότερα, για να διευκρινιστεί η σύνθεση των χρωστικών στα διάτομα, χρησιμοποιήθηκε μια χρωματογραφική μέθοδος, η οποία αποκάλυψε την παρουσία οκτώ χρωστικών σε χλωροπλάστες διατόμων (Dutton and Manning, 1941; Strain and Manning, 1942, 1943; Strain a. oth., 1943, 1944· Wassink, Kersten, 1944, 1946· Cook, 1945· Hendey, 1964). Αυτές οι χρωστικές είναι: χλωροφύλλη α, χλωροφύλλη c, β-καροτίνη, φουκοξανθίνη, διατοξανθίνη, διαδινοξανθίνη, νεοφουκοξανθίνη Α και νεοφουκοξανθίνη Β. Οι τελευταίες τέσσερις χρωστικές αποτελούν μέρος της διατομίνης που ανακαλύφθηκε προηγουμένως. Ορισμένοι συγγραφείς επισημαίνουν επίσης την ελάχιστη παρουσία ξανθοφύλλης και φαιοφυτίνης (Strain a. oth., 1944).

Η συνολική ποσότητα χρωστικών στα διάτομα είναι κατά μέσο όρο περίπου 16% του λιπιδικού κλάσματος, αλλά η περιεκτικότητά τους είναι διαφορετική σε διαφορετικά είδη. Υπάρχουν πολύ λίγα δεδομένα στη βιβλιογραφία σχετικά με την ποσοτική περιεκτικότητα σε χρωστικές σε θαλάσσια πλαγκτονικά διάτομα και δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου δεδομένα για βενθικά είδη, τα οποία είναι ιδιαίτερα πλούσια σε κίτρινες και καφέ χρωστικές (Πίνακες 1 και 2).

Τα παραπάνω στοιχεία δείχνουν ότι η περιεκτικότητα σε χρωστικές ποικίλλει ακόμη και στο ίδιο είδος. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η περιεκτικότητα σε χρωστικές υπόκειται σε διακυμάνσεις ανάλογα με την ένταση του φωτός, την ποιότητά του, την περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά στο μέσο, την κατάσταση του κυττάρου και την ηλικία του. Για παράδειγμα, μια αφθονία θρεπτικών ουσιών στο μέσο σε σχετικά χαμηλή ένταση φωτός διεγείρει την παραγωγικότητα των χρωστικών και αντίστροφα, μια υψηλή ένταση φωτός με έλλειψη θρεπτικών συστατικών στο μέσο οδηγεί σε μείωση της συγκέντρωσης των χρωστικών. Με έλλειψη φωσφόρου και αζώτου, η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη α μπορεί να μειωθεί κατά 2,5-10 φορές (Finenko, Lanskaya, 1968). Έχει διαπιστωθεί ότι η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη c μειώνεται με την ηλικία των κυττάρων.

Οι λειτουργίες άλλων χρωστικών εκτός των χλωροφύλλων στα διάτομα δεν έχουν ακόμη διευκρινιστεί επαρκώς. Η χλωροφύλλη α είναι η κύρια χρωστική ουσία που απορροφά την ενέργεια φωτός όλων των ακτίνων του φάσματος και έχει δύο μορφές που διαφέρουν ως προς την αφομοίωση του φωτός: η μία διεγείρεται απευθείας από το κόκκινο φως και η δεύτερη, επιπλέον, επίσης από το ενέργεια που μεταδίδεται από τη βοηθητική χρωστική ουσία φουκοξανθίνη (Emerson, Rabinowitch, 1960). Οι υπόλοιπες χρωστικές είναι βοηθητικές στη χλωροφύλλη α, αλλά παίζουν επίσης σχετικά σημαντικό ρόλο στη φωτοσύνθεση. Η χλωροφύλλη c έχει υψηλότερη μέγιστη απορρόφηση στην μπλε περιοχή από ό,τι στην κόκκινη περιοχή, και επομένως, είναι σε θέση να χρησιμοποιήσει ακτίνες φωτός μικρότερων μηκών κύματος, η μέγιστη απορρόφησή της βρίσκεται στα 520-680 nm και πέφτει στο μηδέν σε μήκος κύματος 710 nm , άρα και η απορρόφησή του πιο έντονη στην περιοχή μπλε φως, δηλαδή σε βάθη 10-25 m από την επιφάνεια του νερού, όπου η χλωροφύλλη α είναι λιγότερο αποτελεσματική. Ο ρόλος του β-καροτενίου δεν είναι αρκετά σαφής, το φάσμα απορρόφησής του διασπάται απότομα στα 500 nm, γεγονός που δείχνει την ικανότητά του να απορροφά στις ακτίνες μήκους κύματος 500-560 nm, δηλαδή στην περιοχή του πράσινου-κίτρινου φωτός (στο νερό σε βάθη 20-30 m ). Έτσι, το β-καροτένιο μεταφέρει την απορροφούμενη ενέργεια στη χλωροφύλλη α (Dutton and Manning, 1941). Αυτό είναι γνωστό, για παράδειγμα, για Nitzschia dissipata, που απορροφά ενέργεια στην περιοχή του πράσινου-κίτρινου φωτός (Wassink and Kersten, 1944, 1946). Οι καφέ χρωστικές από την ομάδα της φουκοξανθίνης έχουν μέγιστη απορρόφηση σε μήκος κύματος περίπου 500 nm και, προφανώς, εξασφαλίζουν τη φωτοσύνθεση των διατόμων σε βάθη 20-50 m μεταφέροντας την ενέργεια που απορροφάται από αυτά στη χλωροφύλλη. Οι Dutton και Manning (Dutton and Manning, 1941) και αργότερα οι Wassink και Kersten (Wassink and Kersten, 1946) έδειξαν ότι η φουκοξανθίνη είναι η κύρια βοηθητική χρωστική ουσία στα διάτομα. Το φως που απορροφάται από τη φουκοξανθίνη χρησιμοποιείται για τη φωτοσύνθεση σχεδόν εξίσου αποτελεσματικά με το φως που απορροφάται από τη χλωροφύλλη. Αυτό δεν παρατηρείται σε πράσινα και γαλαζοπράσινα φύκια που δεν έχουν φουκοξανθίνη. Ο Tanada (1951) βρήκε επίσης ότι το διάτομο του γλυκού νερού Navicula minima var. atomoidesΗ φουκοξανθίνη απορροφά το μπλε-μπλε φως (450-520 nm) και το χρησιμοποιεί τόσο αποτελεσματικά όσο το φως που απορροφάται από τη χλωροφύλλη. Ο Hendey (1964) υποδεικνύει το μήκος κύματος του φωτός στο οποίο λαμβάνει χώρα η μέγιστη απορρόφηση φωτός από διάφορες χρωστικές ουσίες διατόμων. Στην ακετόνη, έχουν ως εξής (σε mcm): χλωροφύλλη α - 430 και 663-665, χλωροφύλλη c - 445 και 630, β-καροτένιο - 452-456, φουκοξανθίνη - 449, διατοξανθίνη - 450 - δινοξανθίνη - 450 - 44-45. 446, νεοφουκοξανθίνη Α - 448 - 450 και νεοφουκοξανθίνη Β - 448.

Η χημεία της φωτοσύνθεσης στα διάτομα φαίνεται να είναι κάπως διαφορετική από αυτή σε άλλους φυτικούς οργανισμούς, στους οποίους οι υδατάνθρακες είναι το τελικό προϊόν της φωτοσύνθεσης, ενώ τα λίπη βρίσκονται στα διάτομα. Μελέτες με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο δεν αποκάλυψαν την παρουσία αμύλου ούτε στο στρώμα των χλωροπλαστών ούτε κοντά σε πυρηνοειδή. Ο Fogg πιστεύει ότι οι υδατάνθρακες είναι επίσης το τελικό προϊόν της αφομοίωσης στα διάτομα, αλλά σε περαιτέρω γρήγορες μεταβολικές διεργασίες μετατρέπονται σε λίπη (Collyer and Fogg, 1955; Fogg, 1956). Η χημική σύνθεση των λιπών στα διάτομα είναι άγνωστη είτε για τα προϊόντα αφομοίωσης είτε για τα εφεδρικά θρεπτικά έλαια και τα σώματα ελαίων (Goulon, 1956).

Στους ωκεανούς, τις θάλασσες και τα σώματα γλυκού νερού κοντά στην επιφάνεια του νερού, οι συνθήκες για τη φωτοσύνθεση είναι παρόμοιες με εκείνες στον αέρα, αλλά με τη βύθιση στο βάθος αλλάζουν λόγω των αλλαγών στην ένταση και την ποιότητα του φωτός. Όσον αφορά τον φωτισμό, διακρίνονται τρεις ζώνες: ευφωτική - από την επιφάνεια έως το βάθος 80 m, πραγματοποιείται φωτοσύνθεση σε αυτό. δυσφωτικό - από 80 έως 2000 m, εδώ εξακολουθούν να βρίσκονται μερικά φύκια, και αφωτικά - κάτω, στα οποία δεν υπάρχει φως (Das, 1954 και άλλοι). Η φωτοσύνθεση φυτοπλαγκτού θαλάσσιου και γλυκού νερού στο στρώμα επιφανειακών υδάτων έχει μελετηθεί επαρκώς τόσο σε φυσικές όσο και σε πολιτισμικές συνθήκες (Wassink and Kersten, 1944, 1946; Votintsev, 1952; Tailing, 1955, 1957a, 1966; Ryther, 1956, 195; Ryther, Menzel, 1959· Steemann Nielsen and Hensen, 1959, 1961, κ.λπ.). Συγκεκριμένα, οι παρατηρήσεις στη Μαύρη Θάλασσα καθ' όλη τη διάρκεια του έτους έδειξαν ότι η υψηλότερη ένταση φωτοσύνθεσης φυτοπλαγκτού συμπίπτει με την υψηλότερη ηλιακή ακτινοβολία. Το καλοκαίρι, η μέγιστη φωτοσύνθεση του φυτοπλαγκτού παρατηρείται την περίοδο από 01:00 έως 16:00. (Lanskaya and Sivkov, 1949; Bessemyanova, 1957). Σε διαφορετικά πλαγκτονικά είδη, η μέγιστη ένταση της φωτοσύνθεσης έχει όρια μεταβολών που είναι χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου είδους. Σε αυτή την περίπτωση, η γεωγραφική θέση των υδάτινων περιοχών έχει μεγάλη σημασία (Doty, 1959, κ.λπ.).

Μεταξύ των διατόμων (τόσο πλαγκτονικών όσο και βενθικών) υπάρχουν φωτόφιλα και σκιερά είδη, τα οποία έχουν διαφορετική ένταση φωτοσύνθεσης και παράγοντα χρησιμοποίησης ηλιακή ενέργειαμε την ίδια ακτινοβολία. Σε είδη που αγαπούν το φως, όπως Cerataulina bergonii(πλαγκτονικό) και Navicula pennata var. pontica(υποθραυστική), η φωτοσύνθεση εκτελείται παράλληλα με την ακτινοβολία και φτάνει στο μέγιστο το μεσημέρι, και στη σκιά - Thalassionema nitzschioides (πλαγκτονικό) και Nitzschia closterium(τυχοπελαγικό) - κατά τη διάρκεια της ημέρας υπάρχει ύφεση της φωτοσύνθεσης και η μέγιστη ένταση αυτής της διαδικασίας πέφτει τις πρωινές και απογευματινές ώρες (Bessemyanova, 1959). Η ίδια πορεία φωτοσύνθεσης παρατηρείται σε καλλιέργειες βόρειων πελαγικών ειδών. Coscinosira polychordaκαι Coscinodiscus excentricus(Marshall and Ogg, 1928· Jenkin, 1937). Στις βενθικές μορφές, η ένταση της φωτοσύνθεσης ανά μονάδα βιομάζας είναι πολύ μεγαλύτερη από ότι στις πλαγκτονικές μορφές (Bessemyanova, 1959). Αυτό είναι απολύτως φυσικό "γιατί τα βενθικά διάτομα έχουν μεγάλους, έντονα χρωματισμένους χλωροπλάστες, δηλαδή ο συνολικός αριθμός των φωτοσυνθετικών χρωστικών τους είναι πολύ μεγαλύτερος. Οι παρατηρήσεις έχουν δείξει ότι η φωτοσύνθεση προχωρά πιο ενεργά σε κινητές μορφές παρά σε ακίνητες και ενεργοποιείται αισθητά κατά την περίοδο διαίρεση διατόμων (Talling, 1955). Η φωτοσύνθεση δεν σταματά ούτε στο φως του φεγγαριού, αλλά υπό αυτές τις συνθήκες, το οξυγόνο απελευθερώνεται 10-15 φορές λιγότερο από ό,τι κατά τη διάρκεια της ημέρας. Στον άνω ορίζοντα της στήλης του νερού, η νυχτερινή φωτοσύνθεση είναι μόνο 7- 8% της ημερήσιας (Ivlev, Mukharevskaya, 1940; Subrahmanyan, 1960).

Με το βάθος, η ένταση του φωτός πέφτει απότομα. Μέτρηση σε διάφορα βάθη στην αίθουσα. Το Puget Sound (βορειοανατολικός Ειρηνικός Ωκεανός) χρησιμοποιώντας μια φωτοηλεκτρική κάμερα Kunz έδειξε ότι η ένταση φωτισμού (στην επιφάνεια του νερού που λαμβάνεται ως 100%) σε βάθος 10 m πέφτει στο 9,6%, σε βάθος 20 m είναι 4% , και στα 35 m - 2,4%, σχεδόν εντελώς σκοτεινό σε αυτό το βάθος (Grein, στο: Feldmann, 1938· Gessner, 1955-1959, I). Παράλληλα με την πτώση του φωτισμού, οι ώρες του φωτός της ημέρας μειώνονται. Στον ωκεανό σε γεωγραφικά πλάτη 30-40°, με τη μεγαλύτερη διαφάνεια νερού σε βάθος 20 m, το μήκος καλοκαιρινή μέραπερίπου 1 ώρα., στα 30 μ. - 5 ώρες., στα 40 μ. - μόνο 5 λεπτά.

Με το βάθος, όχι μόνο μειώνεται η ένταση του φωτισμού και η περίοδος φωτός, αλλά αλλάζει και η ποιότητα του φωτός λόγω της άνισης απορρόφησης των ακτίνων του ηλιακού φάσματος. διαφορετικά μήκηελαφρά κύματα. Στον πίνακα. Το σχήμα 3 δείχνει αλλαγές στην απορρόφηση των ακτίνων φωτός και στο χρώμα του φωτισμού του λυκόφωτος σε διαφορετικά βάθη.

Αυτός ο πίνακας δείχνει ότι η απορρόφηση του φωτός στο θαλασσινό νερό είναι αντιστρόφως ανάλογη με το μήκος των κυμάτων φωτός, δηλαδή όσο μεγαλύτερο ελαφρά κύματαακτίνες του φάσματος, τόσο πιο γρήγορα απορροφώνται από το νερό. Καθώς οι ακτίνες φωτός απορροφώνται στα αντίστοιχα βάθη, το χρώμα του φωτισμού του λυκόφωτος αλλάζει. Και τα δύο περιορίζουν τη φωτοσύνθεση στα βάθη. Η μείωση της έντασης των διαφορετικών ακτίνων του φάσματος σε διαφορετικά βάθη στη θάλασσα παρουσιάζεται στον Πίνακα. τέσσερις.

Τα δεδομένα σε αυτόν τον πίνακα υποδεικνύουν ότι ορισμένα θαλάσσια καφέ και κόκκινα φύκια μπορούν ακόμη να φυτρώσουν σε βάθος 75 m και πιθανώς σε βάθος, υπό την προϋπόθεση ότι το νερό είναι πολύ καθαρό. Όπως γνωρίζετε, η διαφάνεια του νερού ποικίλλει πολύ όχι μόνο σε διαφορετικές δεξαμενές, αλλά και στην ίδια δεξαμενή. Στην πελαγική περιοχή των θαλασσών και των ωκεανών, το νερό είναι διαφανές σε βάθος 40 έως 160 m, ενώ στη θαλάσσια υποπαραθαλάσσια περιοχή, η διαφάνεια του νερού πέφτει στα 20 m ή λιγότερο. Το κατώτερο όριο της κατανομής των φυκών καθορίζεται από την ένταση του φωτός στην οποία η αφομοίωση και η αναπνοή εξισορροπούνται αμοιβαία, δηλαδή όταν επιτευχθεί το λεγόμενο σημείο αντιστάθμισης (Marshall and Orr, 1928). Φυσικά, το σημείο αντιστάθμισης στα φύκια εξαρτάται από τη διαφάνεια του νερού, τη σύνθεση των χρωστικών και έναν αριθμό άλλων παραγόντων. Από αυτή την άποψη, υπάρχουν ορισμένα δεδομένα για μακρόφυτα φύκια με διαφορετικά συστήματα χρωστικής (Levring, 1966), αλλά δεν υπάρχουν τέτοια δεδομένα για τα διάτομα (Πίνακας 5).

Υπό ίσες συνθήκες φωτισμού, το σημείο αντιστάθμισης στα φύκια διαφορετικών διαιρέσεων εξαρτάται από τη λειτουργία των χρωστικών τους. Στα γαλαζοπράσινα φύκια (που έχουν χρωστικές: χλωροφύλλες a και b, β-καροτίνη, κετοκαροτενοειδές, μιξοξανθοφύλλη), το σημείο αντιστάθμισης είναι σε βάθος περίπου 8 m, για τα πράσινα φύκια (χρωστικές: χλωροφύλλες a και b, β-καροτίνη, ξανθοφύλλη) - περίπου 18 m, και στα καφέ και κόκκινα φύκια, τα οποία, εκτός από τη χλωροφύλλη, την καροτίνη και την ξανθοφύλλη, έχουν επιπλέον χρωστικές (στην καφέ φυκοξανθίνη, στα κόκκινα φύκια - φυκοερυθρίνη και φυκοκυανό), το σημείο αντιστάθμισης πέφτει σημαντικά κάτω από 30 m .

Σε ορισμένα είδη διατόμων της υποπαραθαλάσσιας ζώνης της Μαύρης Θάλασσας, το σημείο αντιστάθμισης, προφανώς, μπορεί να κατέβει σε βάθος 35 m. Σύγχρονη τεχνικήΗ συλλογή υποπαλιρροϊκών διατόμων δεν παρέχει ακριβή ένδειξη των συνθηκών οικοτόπων μεμονωμένων ειδών. Με βάση τα πιο πρόσφατα δεδομένα, έχει διαπιστωθεί μια γενική κανονικότητα στην κατανομή των υποπαραθλιπτικών διατόμων κατά βάθος. Στις υποπαραθαλάσσιες συνθήκες της Μαύρης Θάλασσας, ζουν σε βάθος περίπου 30 m (Proshkina-Lavrenko, 1963a), στη Μεσόγειο Θάλασσα - σε βάθος 60 m (Aleem, 1951), το οποίο είναι αρκετά φυσικό με ένα νερό διαφάνεια σε αυτή τη θάλασσα των 60 μ. Υπάρχουν ενδείξεις διατόμων ενδιαιτημάτων έως 110 m (Smyth, 1955), έως 200 m (Bougis, 1946) και έως 7400 m (Wood, 1956) και ο Wood ισχυρίζεται ότι Σε αυτό το βάθος έχουν βρεθεί ζωντανά διάτομα (συνήθως υποπαλιρροϊκά θαλάσσια είδη μαζί με αυτά του γλυκού νερού!). Τα δεδομένα των δύο τελευταίων συγγραφέων είναι αναξιόπιστα και απαιτούν επαλήθευση.

Το σημείο αντιστάθμισης για το ίδιο είδος διατόμων δεν είναι σταθερό, εξαρτάται από γεωγραφικό πλάτοςο βιότοπος του είδους, η εποχή του χρόνου, η διαφάνεια του νερού και άλλοι παράγοντες. Οι Marshall και Opp (Marshall and Orr, 1928) καθιέρωσαν πειραματικά μειώνοντας την καλλιέργεια των διατόμων σε διαφορετικά βάθη στον κόλπο (Loch Striven, Σκωτία) που Coscinosira polychordaτο καλοκαίρι έχει σημείο αντιστάθμισης σε βάθος 20-30 m, και το χειμώνα κοντά στην επιφάνεια του νερού. Παρόμοια αποτελέσματα λήφθηκαν από αυτούς για Chaetoceros sp.

Τα βενθικά διάτομα έχουν αναμφίβολα χρωματική προσαρμογή, γεγονός που εξηγεί την ικανότητα πολλών από αυτά να ζουν σε ένα ορισμένο εύρος βάθους υπό συνθήκες μεταβαλλόμενου φασματικού φωτός και της έντασής του. είναι πιθανό να έχουν διαφορετικές φυλές (ορισμένα είδη Αμφορέας, Καρπυλοδίσκος, Διπλώνεις, Navicula). Έχει αποδειχθεί πειραματικά ότι η διαδικασία προσαρμογής στην ένταση του φωτισμού συμβαίνει μάλλον γρήγορα. Έτσι, για παράδειγμα, ένα ακίνητο πλαγκτονικό διάτομο του γλυκού νερού Cyclotella meneghinianaπροσαρμόζεται σε φωτισμό από 3 χιλιάδες lux έως 30 χιλιάδες lux μέσα σε 24 ώρες, είναι σε θέση να αντέξει πολύ υψηλότερη ένταση φωτός - έως 60 χιλιάδες lux και ακόμη και έως 100 χιλιάδες lux (Jorgensen, 1964a, 1964b). Φωτοσυνθετική συσκευή κινητών υποπαραθαλάσσιων ειδών ( Τροπιδονείς, Νίτσια) προσαρμόζεται σε συνθήκες φωτός σε βάθη 1-3 m, όπου η ένταση φωτός κυμαίνεται από 10 έως 1% (Taylor, 1964). Γενικά, μια μεγάλη βιβλιογραφία είναι αφιερωμένη στο ζήτημα της χρωματικής προσαρμογής στα διάτομα (Talling, 1955, 1957a; Ryther, 1956; Ryther and Menzel, 1959; Steemann Nielsen and Hensen, 1959; Jørgensen, 1964a).

Τα πλαγκτονικά διάτομα μπορούν να ζήσουν πολύ βαθύτερα από τα υποπαραθαλάσσια, γεγονός που οφείλεται κυρίως στη μεγαλύτερη διαφάνεια του νερού στην πελαγική ζώνη. Είναι γνωστό ότι στις θάλασσες και τους ωκεανούς, το πλαγκτόν διατόμων εξαπλώνεται σε βάθος 100 m ή περισσότερο. Στη Μαύρη Θάλασσα, σε βάθος 75-100 m, το φυτοπλαγκτόν αποτελείται από Thalassionema nitzschioidesκαι αρκετούς τύπους Nitzchia, και εδώ ζουν σε πολύ μεγαλύτερους αριθμούς από ό,τι στο στρώμα νερού των 0-50 m (Morozova-Vodyanitskaya, 1948-1954). πολλά είδη NitzchiaΕίναι γνωστό ότι μεταπηδούν εύκολα από την αυτότροφη διατροφή σε μικτή και ετερότροφη. Προφανώς, τα πλαγκτονικά είδη που ζουν στις δυσφωτικές και αφωτικές ζώνες των θαλασσών έχουν την ίδια ιδιότητα· δημιουργούν σκιώδη πλαγκτόν βαθέων υδάτων. Ωστόσο, οι Steemann Nielsen και Hensen (Steemann Nielsen and Hensen, 1959) θεωρούν το επιφανειακό φυτοπλαγκτόν ως «ελαφρύ» υπό συνθήκες έντασης ακτινοβολίας 600-1200 lux και ως «σκιά» υπό συνθήκες χαμηλής ακτινοβολίας: 200-450 lux. Σύμφωνα με αυτούς τους ερευνητές, το φυτοπλαγκτόν της χειμερινής επιφάνειας εύκρατη ζώνηείναι μια τυπική «σκιά». Ωστόσο, το χειμερινό φυτοπλαγκτόν αποτελείται από είδη αργά το φθινόπωρο και νωρίς την άνοιξη, τα οποία δεν μπορούν να ταξινομηθούν ως είδη «σκιάς». Θα πρέπει να αναγνωριστεί ότι το πρόβλημα της φυτοσύνθεσης στα διάτομα βρίσκεται ακόμη στο αρχικό στάδιο της έρευνας και για πολλούς επίκαιρα ζητήματαΑυτό το πρόβλημα, υπάρχουν μόνο αποσπασματικά και μη επαληθευμένα δεδομένα.

Ωκεανοί και θάλασσεςκαταλαμβάνουν το 71% (πάνω από 360 εκατομμύρια km2) της επιφάνειας της Γης. Περιέχουν περίπου 1370 εκατομμύρια km3 νερού. Πέντε τεράστιοι ωκεανοί - Ειρηνικός, Ατλαντικός, Ινδικός, Αρκτικός και Νότιος - συνδέονται μεταξύ τους μέσω της ανοιχτής θάλασσας. Σε ορισμένα μέρη του Αρκτικού και του Νότιου Ωκεανού, έχει σχηματιστεί μια μόνιμα παγωμένη υφαλοκρηπίδα, που εκτείνεται από την ακτή (shelf ice). Σε ελαφρώς θερμότερες περιοχές, η θάλασσα παγώνει μόνο το χειμώνα, σχηματίζοντας πάγο (μεγάλα πλωτά πεδία πάγου πάχους έως 2 m). Μερικά θαλάσσια ζώα χρησιμοποιούν τον άνεμο για να ταξιδέψουν στη θάλασσα. Το physalia ("πορτογαλικό σκάφος") έχει μια κύστη γεμάτη με αέριο που βοηθά να πιάσει τον άνεμο. Η Yantina απελευθερώνει φυσαλίδες αέρα που χρησιμεύουν ως πλωτή σχεδία της.

Το μέσο βάθος του νερού στους ωκεανούς είναι 4000 μ., αλλά σε ορισμένες ωκεανικές λεκάνες μπορεί να φτάσει τα 11 χιλιάδες μ. Υπό την επίδραση του ανέμου, των κυμάτων, των παλίρροιων και των ρευμάτων, το νερό των ωκεανών βρίσκεται σε συνεχή κίνηση. Τα κύματα που σηκώνονται από τον άνεμο δεν επηρεάζουν τις βαθιές υδάτινες μάζες. Αυτό γίνεται από τις παλίρροιες, οι οποίες κινούν το νερό σε διαστήματα που αντιστοιχούν στις φάσεις της σελήνης. Τα ρεύματα μεταφέρουν νερό μεταξύ των ωκεανών. Καθώς τα επιφανειακά ρεύματα κινούνται, περιστρέφονται αργά δεξιόστροφα στο βόρειο ημισφαίριο και αριστερόστροφα στο νότιο ημισφαίριο.

βυθός ωκεανού:

Το μεγαλύτερο μέρος του βυθού του ωκεανού είναι μια επίπεδη πεδιάδα, αλλά σε ορισμένα σημεία βουνά υψώνονται χιλιάδες μέτρα από πάνω του. Μερικές φορές υψώνονται πάνω από την επιφάνεια του νερού με τη μορφή νησιών. Πολλά τέτοια νησιά είναι επίσης ενεργά σβησμένα ηφαίστεια. Οροσειρές εκτείνονται στο κεντρικό τμήμα του πυθμένα μιας σειράς ωκεανών. Αυξάνονται συνεχώς με εκροή ηφαιστειακή λάβα. Κάθε νέα ροή που φέρνει πέτρες στην επιφάνεια των υποβρύχιων κορυφογραμμών σχηματίζει την τοπογραφία του βυθού του ωκεανού.

Ο πυθμένας του ωκεανού καλύπτεται κυρίως με άμμο ή λάσπη - τα φέρνουν τα ποτάμια. Σε ορισμένα σημεία ρέουν εκεί θερμές πηγές, από τις οποίες κατακρημνίζεται θειάφι και άλλα ορυκτά. Τα υπολείμματα μικροσκοπικών φυτών και ζώων βυθίζονται από την επιφάνεια του ωκεανού στον πυθμένα, σχηματίζοντας ένα στρώμα μικροσκοπικών σωματιδίων (οργανικό ίζημα). Υπό την πίεση του υπερκείμενου νερού και των νέων ιζηματογενών στρωμάτων, το χαλαρό ίζημα μετατρέπεται αργά σε βράχο.

Ωκεάνιες ζώνες:

Σε βάθος, ο ωκεανός μπορεί να χωριστεί σε τρεις ζώνες. Στα ηλιόλουστα επιφανειακά νερά πάνω - τη λεγόμενη ζώνη φωτοσύνθεσης - κολυμπούν τα περισσότερα ψάρια του ωκεανού, καθώς και το πλαγκτόν (μια κοινότητα δισεκατομμυρίων μικροσκοπικών πλασμάτων που ζουν στη στήλη του νερού). Κάτω από τη ζώνη φωτοσύνθεσης βρίσκεται η πιο αμυδρά φωτισμένη ζώνη του λυκόφωτος και τα βαθιά κρύα νερά της ζώνης του σκοτεινού. Στις χαμηλότερες ζώνες, υπάρχουν λιγότερες μορφές ζωής - κυρίως σαρκοφάγα (αρπακτικά) ψάρια ζουν εκεί.

Στο μεγαλύτερο μέρος του νερού των ωκεανών, η θερμοκρασία είναι περίπου η ίδια - περίπου 4 ° C. Όταν ένα άτομο βυθίζεται σε βάθος, η πίεση του νερού πάνω του από ψηλά αυξάνεται συνεχώς, δυσκολεύοντας τη γρήγορη κίνηση. Σε μεγάλα βάθη, επιπλέον, η θερμοκρασία πέφτει στους 2 °C. Υπάρχει όλο και λιγότερο φως, ώσπου τελικά, σε βάθος 1000 μ., βασιλεύει το απόλυτο σκοτάδι.

Επιφανειακή διάρκεια ζωής:

Το φυτικό και ζωικό πλαγκτόν στη ζώνη φωτοσύνθεσης είναι τροφή για μικρά ζώα, όπως καρκινοειδή, γαρίδες και νεαρά αστερίας, καβούρια και άλλη θαλάσσια ζωή. Μακριά από προστατευμένα παράκτια νερά κόσμο των ζώωνλιγότερο ποικίλα, αλλά πολλά ψάρια και μεγάλα θηλαστικά ζουν εδώ - για παράδειγμα, φάλαινες, δελφίνια, φώκαινες. Μερικοί από αυτούς (φάλαινες baleen, γιγάντιους καρχαρίες) τρέφονται φιλτράροντας το νερό και καταπίνοντας το πλαγκτόν που περιέχεται σε αυτό. Άλλοι (λευκοί καρχαρίες, barracuda) λεηλατούν άλλα ψάρια.

Η ζωή στα βάθη της θάλασσας:

Στα κρύα, σκοτεινά νερά των βάθη των ωκεανών, τα κυνηγετικά ζώα είναι σε θέση να ανιχνεύσουν τις σιλουέτες του θηράματός τους στο πιο αμυδρό φως, που μόλις διαπερνά από ψηλά. Εδώ, πολλά ψάρια έχουν ασημένια λέπια στα πλευρά τους: αντανακλούν οποιοδήποτε φως και καλύπτουν το σχήμα των ιδιοκτητών τους. Σε μερικά ψάρια, επίπεδα στα πλάγια, η σιλουέτα είναι πολύ στενή, ελάχιστα αισθητή. Πολλά ψάρια έχουν τεράστιο στόμα και μπορούν να φάνε θήραμα μεγαλύτερα από τα ίδια. Τα Howliods και τα Hatchetfish κολυμπούν με το μεγάλο στόμα ανοιχτό, αρπάζοντας ό,τι μπορούν στην πορεία.

Είναι δυνατό μόνο στην επιφάνεια της γης και στο πάνω μέρος της θάλασσας, όπου διεισδύουν ακτίνες ηλίου. Είναι δυνατή η γεωλογική δραστηριότητα των οργανισμών όπου δεν υπάρχει φως, στο «αιώνιο σκοτάδι»; Αποδεικνύεται ότι είναι δυνατό.

Ο άνθρακας και το πετρέλαιο βρίσκονται κατά τόπους σε βάθη εκατοντάδων και χιλιάδων μέτρων. Αποτελούν τροφή για μικροοργανισμούς που ζουν στα υπόγεια ύδατα. Επομένως, όπου κι αν φλοιός της γηςυπάρχει νερό και οργανικές ουσίες, οι μικροοργανισμοί «δουλεύουν» δυναμικά. Είναι γνωστό ότι είναι αδύνατο χωρίς αναπνοή: το σώμα χρειάζεται, με τη βοήθεια των οποίων οξειδώνονται οργανικές ουσίες, μετατρέπονται σε διοξείδιο του άνθρακα, νερό και άλλες απλές χημικές ενώσεις. Η ενέργεια που απελευθερώνεται σε αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιείται από τους οργανισμούς για διαδικασίες ζωής.

Για να τραφούν, οι μικροοργανισμοί χρειάζονται επίσης ελεύθερο οξυγόνο, το οποίο απορροφούν εν μέρει από τα υπόγεια ύδατα, όπου αυτό το αέριο βρίσκεται σε διαλυμένη κατάσταση. Αλλά το οξυγόνο στο νερό, κατά κανόνα, δεν είναι αρκετό και στη συνέχεια οι μικροοργανισμοί αρχίζουν να το "παίρνουν" από διάφορες ενώσεις οξυγόνου. Θυμηθείτε ότι αυτή η διαδικασία στη χημεία ονομάζεται αναγωγή. Στη φύση, σχεδόν πάντα οφείλεται στη δραστηριότητα μικροοργανισμών, μεταξύ των οποίων υπάρχουν ζωντανά όντα διαφόρων «ειδικοτήτων»: άλλοι αποκαθιστούν το θείο, άλλοι το άζωτο, άλλοι το σίδηρο κ.λπ.

Τα θειικά είναι τα πιο ευαίσθητα σε αυτή τη διαδικασία. Ως αποτέλεσμα αυτής της αντίδρασης, εμφανίζεται υδρόθειο. Αποκαθίστανται επίσης ενώσεις μαγγανίου, χαλκού και άλλων στοιχείων. Ο οξειδωμένος άνθρακας εμπλουτίζει το νερό με διοξείδιο του άνθρακα. Έτσι, ως αποτέλεσμα της δραστηριότητας των μικροοργανισμών, η χημική σύνθεσηυπόγεια ύδατα. Χάνουν ελεύθερο οξυγόνο, το οποίο χρησιμοποιείται για την οξείδωση οργανικών ουσιών, περιέχουν πολύ διοξείδιο του άνθρακα και άλλα μεταβολικά προϊόντα μικροοργανισμών - υδρόθειο, αμμωνία, μεθάνιο.

Σταδιακά, τα υπόγεια ύδατα αποκτούν υψηλή χημική δραστηριότητα και, με τη σειρά τους, αλλοιώνουν βαθιά τα πετρώματα. Τα τελευταία συχνά αποχρωματίζονται, τα ορυκτά τους καταστρέφονται, σχηματίζονται νέα ορυκτά. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να σχηματιστούν νέα πετρώματα και σε ορισμένα σημεία κοιτάσματα ορυκτών.

Συχνά, τα ίχνη της προηγούμενης δραστηριότητας των υπόγειων υδάτων και των μικροοργανισμών χαρακτηρίζονται από την εμφάνιση μπλε-γκρι και πράσινων κηλίδων και λωρίδων μεταξύ των κόκκινων βράχων. Αυτό είναι το αποτέλεσμα της ανάκτησης σιδήρου.

Η συνολική επίδραση της δραστηριότητας των μικροοργανισμών είναι κολοσσιαία. Υπάρχουν περιπτώσεις που «τρώνε» ολόκληρα κοιτάσματα πετρελαίου. Πολλά υπόγεια νερά, η σύσταση των οποίων αλλάζει από τη δραστηριότητα των μικροοργανισμών, έχουν μεγάλη ιατρική σημασία. Όπου βρίσκονται τέτοια νερά, χτίζονται θεραπευτικές υδροπαθητικές κλινικές, όπως, για παράδειγμα, η παγκοσμίου φήμης Matsesta στο Ακτή της Μαύρης ΘάλασσαςΚαύκασος.