Miksi valtamerillä on "alhainen tuottavuus" fotosynteesin suhteen? Kuinka syvälle fotosynteesin vyöhyke ulottuu valtamerissä? Fotosynteesin tehokkuus maa- ja meriekosysteemeissä Millä valtameren vyöhykkeellä fotosynteesi on mahdotonta

Charles

Miksi valtamerillä on "alhainen tuottavuus" fotosynteesin suhteen?

80 % maailman fotosynteesistä tapahtuu valtamerissä. Tästä huolimatta valtamerillä on myös alhainen tuottavuus - ne peittävät 75% maan pinnasta, mutta fotosynteesin avulla mitatusta 170 miljardin tonnin kuivapainosta ne tarjoavat vain 55 miljardia tonnia. Eivätkö nämä kaksi tosiasiaa, jotka kohtasin erikseen, ole ristiriidassa? Jos valtameret sitovat 80% kokonaismäärästä C O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> CO X C O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> C O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> 2 C O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> C O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;">C C O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;">O C O X 2 " role="presentation" style="position: suhteellisen;">x C O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;">2 kiinnittyy fotosynteesin avulla maan päällä ja vapauttaa 80 % kokonaismäärästä O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> O X O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> 2 O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;"> O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;">O O X 2 " role="presentation" style="position: suhteellisen;">x O X 2 "role="presentation" style="position: suhteellisen;">2 Ne vapautuivat fotosynteesin avulla maan päällä, ja niiden täytyi olla myös 80 % kuivapainosta. Onko mitään keinoa sovittaa nämä tosiasiat yhteen? Joka tapauksessa, jos 80 % fotosynteesistä tapahtuu valtamerissä, tuskin näyttää siltä matala tuottavuus - miksi sitten valtamerillä sanotaan olevan alhainen primäärituottavuus (sille on myös useita syitä - valoa ei ole saatavilla kaikissa syvyyksissä valtamerissä jne.)? Lisääntyneen fotosynteesin pitäisi tarkoittaa parempaa tuottavuutta!

C_Z_

Olisi hyödyllistä, jos osoitat, mistä löysit nämä kaksi tilastoa (80 % maailman tuottavuudesta on valtamerissä ja valtameret tuottavat 55/170 miljoonaa tonnia kuivapainoa)

Vastaukset

suklaata

Ensinnäkin meidän on tiedettävä, mitkä ovat fotosynteesin tärkeimmät kriteerit; ne ovat: valo, CO2, vesi, ravinteet. docenti.unicam.it/tmp/2619.ppt Toiseksi tuottavuutta, josta puhut, pitäisi kutsua "ensisijaiseksi tuottavuudeksi" ja se lasketaan jakamalla muunnetun hiilen määrä pinta-alayksikköä (m2) kohti ajalla. ww2.unime.it/snchimambiente/PrPriFattMag.doc

Siksi, koska valtameret kattavat suuren osan maailmasta, meren mikro-organismit voivat muuttaa suuren määrän epäorgaanista hiiltä orgaaniseksi (fotosynteesin periaate). Suuri ongelma valtamerissä on ravinteiden saatavuus; niillä on tapana kerrostua tai reagoida veden tai muiden kemikaalien kanssa, vaikka meren fotosynteettisiä organismeja löytyy enimmäkseen pinnasta, jossa tietysti on valoa. Tämä vähentää näin ollen valtamerten fotosynteettisen tuottavuuden mahdollisuuksia.

WYSIWYG ♦

M Gradwell

Jos valtameret sitovat 80 % maalla tapahtuvan fotosynteesin sitomasta CO2CO2:sta ja vapauttavat 80 % maalla tapahtuvan fotosynteesin aiheuttamasta O2O2:n kokonaismäärästä, niiden tulisi muodostaa myös 80 % tuotetusta kuivapainosta.

Ensinnäkin mitä tarkoittaa "O 2 vapautettu"? Tarkoittaako tämä, että "O 2 vapautuu valtameristä ilmakehään, jossa se edistää ylijäämien kasvua"? Näin ei voi olla, koska O 2:n määrä ilmakehässä on melko vakio, ja on näyttöä siitä, että se on paljon pienempi kuin jurakauden aikana. Yleisesti ottaen globaalien O 2 -nielujen pitäisi tasapainottaa O 2 -lähteitä tai jos jokin ylittää ne hieman, jolloin ilmakehän nykyiset CO2-tasot nousevat asteittain O 2 -tasojen kustannuksella.

Siten "vapautetulla" tarkoitamme "vapautettua fotosynteesin aikana sen toiminnan aikana".

Valtameret sitovat 80 % kaikesta fotosynteesiin sitoutuneesta hiilidioksidista, mutta ne myös hajottavat sitä samalla nopeudella. Jokaista leväsolua, joka on fotosynteettinen, on yksi, joka on kuollut tai kuolee ja jonka bakteerit kuluttavat (jotka kuluttavat O2:ta), tai se itse kuluttaa happea ylläpitääkseen aineenvaihduntaprosessejaan yön aikana. Näin ollen valtamerten päästöjen nettomäärä on lähellä nollaa.

Nyt meidän on kysyttävä, mitä tarkoitamme "suorituskyvyllä" tässä yhteydessä. Jos CO 2 -molekyyli kiinnittyy levätoiminnan vuoksi, mutta muuttuu sitten lähes välittömästi uudelleen kiinnittymättömäksi, pidetäänkö tätä "suorituskykynä"? Mutta räpäyttäkää ja jäät kaipaamaan sitä! Vaikka et räpäyttäisikään, se ei todennäköisesti ole mitattavissa. Levän kuivapaino prosessin lopussa on sama kuin alussa. joten jos määrittelemme "tuottavuuden" "levän kuivapainon kasvuksi", tuottavuus on nolla.

Jotta levien fotosynteesillä olisi jatkuva vaikutus maailmanlaajuisiin CO 2 - tai O 2 -tasoihin, kiinteä CO 2 on sisällytettävä johonkin, joka on hitaampaa kuin leviä. Jotain turskaa tai kummeliturskaa, jotka bonuksena voi kerätä ja laittaa pöytiin. "Tuottavuus" viittaa yleensä valtamerten kykyyn täydentää näitä asioita sadonkorjuun jälkeen, ja se on todella pieni verrattuna maan kykyyn tuottaa toistuvia satoja.

Olisi eri juttu, jos katsoisimme leviä mahdollisesti massakorjuuksi, joten niiden kykyä kasvaa kulovalkean tavoin lannoitteiden valuessa maasta nähtäisiin pikemminkin "tuotttavuutena" kuin syvänä haittana. Mutta se ei ole.

Toisin sanoen meillä on tapana määritellä "tuottavuus" sen perusteella, mikä on meille lajina hyödyllistä, ja levät ovat yleensä hyödyttömiä.

Piilevät ovat pääasiassa autotrofisia kasveja, joissa, kuten muissakin autotrofisissa organismeissa, orgaanisen aineen muodostumisprosessi tapahtuu kloroplasteissa pigmenttien avulla fotosynteesin aikana. Aluksi havaittiin, että piilevien pigmentit koostuvat klorofyllien seoksesta ksantofyllien ja fukoksantiinin kanssa. Myöhemmin piilevien pigmenttien koostumuksen selventämiseksi käytettiin kromatografista menetelmää, joka paljasti kahdeksan pigmentin läsnäolon piilevien kloroplasteissa (Dutton ja Manning, 1941; Strain and Manning, 1942, 1943; Strain a. oth., 1943, 1944; Wassink, Kersten, 1944, 1946; Cook, 1945; Hendey, 1964). Nämä pigmentit ovat seuraavat: klorofylli α, klorofylli c, β-karoteeni, fukoksantiini, diatoksantiini, diadinoksantiini, neofukoksantiini A ja neofukoksantiini B. Viimeiset neljä pigmenttiä ovat osa aiemmin löydettyä diatomia. Jotkut kirjoittajat viittaavat myös ksantofyllin ja feofytiinin vähäiseen esiintymiseen (kanta a. oth., 1944).

Piilevien pigmenttien kokonaismäärä on keskimäärin noin 16 % lipidifraktiosta, mutta niiden pitoisuus vaihtelee eri lajeissa. Meren planktonisten piilevien pigmenttien määrällisistä pitoisuuksista on kirjallisuudessa hyvin vähän tietoa, ja pohjalajeista, joissa on erityisen paljon keltaisia ja ruskeita pigmenttejä, ei ole juuri lainkaan tietoa (taulukot 1 ja 2).

Yllä olevat tiedot osoittavat, että pigmenttien pitoisuus vaihtelee jopa samassa lajissa. On näyttöä siitä, että pigmenttien pitoisuus vaihtelee valon voimakkuuden, sen laadun, ravintoainepitoisuuden, solun tilan ja iän mukaan. Joten esimerkiksi ravinteiden runsaus alustassa suhteellisen alhaisella valovoimakkuudella stimuloi pigmenttien tuottavuutta, ja päinvastoin, korkea valon intensiteetti ja ravinteiden puute väliaineessa johtaa pigmenttien pitoisuuden laskuun. Fosforin ja typen puutteessa klorofylli a -pitoisuus voi laskea 2,5-10 kertaa (Finenko, Lanskaya, 1968). On todettu, että klorofylli c:n pitoisuus vähenee solun iän myötä.

Muiden pigmenttien kuin klorofyllien toimintoja piileissä ei ole vielä selvitetty riittävästi. Klorofylli α on pääpigmentti, joka absorboi kaikkien spektrin säteiden valoenergiaa, ja sillä on kaksi muotoa, jotka eroavat valon assimilaatiossa: toinen niistä on viritetty suoraan punaisella valolla ja toinen lisäksi myös valon vaikutuksesta. apupigmentin fukoksantiinin välittämä energia (Emerson, Rabinowitch, 1960). Loput pigmentit ovat klorofylli a:n apuaineita, mutta niillä on myös suhteellisen tärkeä rooli fotosynteesissä. Klorofylli c:n absorptiomaksimi on sinisellä alueella suurempi kuin punaisella alueella, ja siksi se pystyy hyödyntämään lyhyemmän aallonpituisia valonsäteitä, sen absorptiomaksimi on 520-680 nm ja putoaa nollaan aallonpituudella 710 nm, Siksi sen imeytyminen on voimakkaampaa sinisen valon vyöhykkeellä, eli 10-25 metrin syvyydessä veden pinnasta, missä klorofylli a on vähemmän tehokas. β-karoteenin rooli ei ole tarpeeksi selkeä, sen absorptiospektri katkeaa äkillisesti 500 nm:ssä, mikä osoittaa sen kykyä absorboida aallonpituuden 500-560 nm säteissä eli vihreänkeltaisen valon alueella (vedessä). 20-30 metrin syvyydessä). Siten β-karoteeni siirtää absorboidun energian klorofyllille α (Dutton ja Manning, 1941). Tämä tunnetaan mm Nitzschia dissipata, joka absorboi energiaa vihreänkeltaisen valon alueella (Wassink ja Kersten, 1944, 1946). Fukoksantiiniryhmän ruskeilla pigmenteillä on absorptiomaksimi noin 500 nm:n aallonpituudella ja ilmeisesti ne varmistavat piilevien fotosynteesin 20–50 metrin syvyydessä siirtämällä niiden absorboima energian klorofylliin. Dutton ja Manning (Dutton ja Manning, 1941) ja myöhemmin Wassink ja Kersten (Wassink ja Kersten, 1946) osoittivat, että fukoksantiini on piilevien tärkein lisäpigmentti. Fukoksantiinin absorboima valo hyödynnetään fotosynteesiin lähes yhtä tehokkaasti kuin klorofyllin absorboima valo. Tätä ei havaita vihreissä ja sinilevissa, joista puuttuu fukoksantiini. Tanada (1951) havaitsi myös, että makean veden piilevä Navicula minimi var. atomoides Fukoksantiini absorboi sini-sinistä valoa (450-520 nm) ja hyödyntää sitä yhtä tehokkaasti kuin klorofyllin absorboima valo. Hendey (1964) osoittaa valon aallonpituuden, jolla eri piileväpigmenttien valon suurin absorptio tapahtuu. Asetonissa ne ovat seuraavat (mkm): klorofylli α - 430 ja 663-665, klorofylli c - 445 ja 630, β-karoteeni - 452-456, fukoksantiini - 449, diatoksantiini - 450-44-2 - 450-44-2 446, neofukoksantiini A - 448 - 450 ja neofukoksantiini B - 448.

Piilevien fotosynteesin kemia näyttää olevan hieman erilainen kuin muissa kasviorganismeissa, joissa hiilihydraatit ovat fotosynteesin lopputuote, kun taas rasvat ovat piileissä. Elektronimikroskoopilla tehdyt tutkimukset eivät paljastaneet tärkkelyksen esiintymistä kloroplastien stroomassa tai pyrenoidien lähellä. Fogg uskoo, että hiilihydraatit ovat myös piilevien assimilaation lopputuote, mutta nopeissa aineenvaihduntaprosesseissa ne muuttuvat rasvoiksi (Collyer ja Fogg, 1955; Fogg, 1956). Piilevien rasvojen kemiallista koostumusta ei tunneta assimilaatiotuotteiden tai vararavinneöljyjen ja öljykappaleiden osalta (Goulon, 1956).

Valtamerissä, merissä ja makean veden altaissa lähellä veden pintaa fotosynteesin olosuhteet ovat lähellä ilmassa olevia, mutta syvyyteen upottaessa ne muuttuvat valon voimakkuuden ja laadun muutosten vuoksi. Valaistuksen osalta erotetaan kolme vyöhykettä: eufoottinen - pinnasta 80 metrin syvyyteen, siinä tapahtuu fotosynteesi; dysfoottinen - 80 - 2000 m, täältä löytyy edelleen joitain leviä ja afoottisia - alla, jossa ei ole valoa (Das, 1954 ja muut). Meren ja makean veden kasviplanktonin fotosynteesiä pintavesikerroksessa on tutkittu riittävästi sekä luonnollisissa että kulttuuriolosuhteissa (Wassink ja Kersten, 1944, 1946; Votintsev, 1952; Tailing, 1955, 1957a, 1966; Ryther, 1956 1956 Edmondson; Ryther, Menzel, 1959; Steemann Nielsen ja Hensen, 1959, 1961 jne.). Erityisesti ympärivuotiset havainnot Mustallamerellä ovat osoittaneet, että kasviplanktonin fotosynteesin korkein intensiteetti osuu korkeimpaan auringonsäteilyyn. Kesällä kasviplanktonin fotosynteesin maksimi havaitaan klo 01.00-16.00 välisenä aikana. (Lanskaya ja Sivkov, 1949; Bessemyanova, 1957). Eri planktonlajeissa fotosynteesin maksimiintensiteetillä on tietylle lajille tyypilliset muutosrajat. Tässä tapauksessa vesialueiden sijainti leveyssuunnassa on erittäin tärkeä (Doty, 1959 jne.).

Piilevien joukosta (sekä planktonista että pohjasta) löytyy valoa ja varjoa rakastavia lajeja, joilla on erilainen fotosynteesin intensiteetti ja aurinkoenergian hyödyntäminen samalla säteilyllä. Valoa rakastavissa lajeissa, esim Cerataulina bergonii(planktoninen) ja Navicula pennata var. pontica(sublittoraalinen), fotosynteesi kulkee rinnakkain säteilyn kanssa ja saavuttaa huippunsa keskipäivällä, ja varjoa rakastavassa - Thalassionema nitzschioides (planktoninen) ja Nitzschia closterium(tykopelaginen) - päivän aikana tapahtuu fotosynteesin masennus, ja tämän prosessin enimmäisintensiteetti laskee aamu- ja iltapäivällä (Bessemyanova, 1959). Sama fotosynteesin kulku havaitaan pohjoisten pelagisten lajien viljelmissä. Coscinosira polychorda ja Coscinodiscus excentricus(Marshall ja Ogg, 1928; Jenkin, 1937). Pohjaeliöissä fotosynteesin intensiteetti biomassayksikköä kohti on paljon korkeampi kuin planktonisissa muodoissa (Bessemyanova, 1959). Tämä on aivan luonnollista, "koska pohjapiileissä on suuria, voimakkaasti pigmentoituneita kloroplasteja, eli niiden fotosynteettisten pigmenttien kokonaismäärä on paljon suurempi. Havainnot ovat osoittaneet, että fotosynteesi etenee aktiivisemmin liikkuvissa muodoissa kuin liikkumattomissa ja aktivoituu huomattavasti piilevien jakautuminen (Talling, 1955) Fotosynteesi ei pysähdy kuunvalossakaan, mutta näissä olosuhteissa happea vapautuu 10-15 kertaa vähemmän kuin päivällä.Vesipatsaan ylähorisontissa yöaikainen fotosynteesi on vain 7- 8 % päivittäisestä (Ivlev, Mukharevskaya, 1940; Subrahmanyan, 1960).

Syvyyden myötä valon intensiteetti laskee jyrkästi. Mittaus eri syvyyksillä hallissa. Puget Sound (Tyynenmeren koillisosa) Kunz-valosähköisellä kameralla osoitti, että valaistuksen intensiteetti (veden pinnalla otettuna 100 %) 10 metrin syvyydessä putoaa 9,6 %:iin, 20 metrin syvyydessä se on 4 %. , ja 35 m - 2,4 %, lähes täysin tumma tässä syvyydessä (Grein, julkaisussa: Feldmann, 1938; Gessner, 1955-1959, I). Valaistuksen putoamisen kanssa päivänvaloajat lyhenevät. Meressä leveysasteilla 30-40 °, jolloin veden läpinäkyvyys on suurin 20 metrin syvyydessä, kesäpäivän pituus on noin 1 tunti, 30 m - 5 tuntia, 40 m - vain 5 minuuttia.

Syvyyden myötä ei ainoastaan valaistuksen voimakkuus ja valojakso laske, vaan myös valon laatu muuttuu eri aallonpituuksien auringon spektrin säteiden epätasaisen absorption vuoksi. Taulukossa. Kuvassa 3 on esitetty muutoksia valonsäteiden absorptiossa ja hämärävalaistuksen värissä eri syvyyksillä.

Tämä taulukko osoittaa, että valon absorptio merivedessä on kääntäen verrannollinen valoaaltojen pituuteen, eli mitä pidempiä spektrin säteiden valoaallot ovat, sitä nopeammin ne absorboituvat veteen. Kun valonsäteet absorboituvat vastaavissa syvyyksissä, hämärän valaistuksen väri muuttuu. Molemmat rajoittavat fotosynteesiä syvyyksissä. Spektrin eri säteiden intensiteetin väheneminen eri syvyyksissä meressä on esitetty taulukossa. neljä.

Tämän taulukon tiedot osoittavat, että jotkin merelliset ruskea- ja punalevät voivat vielä kasvaa 75 metrin syvyydessä ja todennäköisesti syvemmälläkin, mikäli vesi on erittäin kirkasta. Kuten tiedät, veden läpinäkyvyys vaihtelee suuresti paitsi eri säiliöissä myös samassa säiliössä. Merien ja valtamerten pelagisella alueella vesi on läpinäkyvää 40–160 metrin syvyyteen asti, kun taas meren sublitoraalissa veden läpinäkyvyys laskee 20 metriin tai alle. Levien jakautumisen alaraja määräytyy valon voimakkuuden mukaan, jossa assimilaatio ja hengitys ovat keskenään tasapainossa, eli kun ns. kompensaatiopiste saavutetaan (Marshall ja Orr, 1928). Luonnollisesti kompensaatiopiste levissä riippuu veden läpinäkyvyydestä, pigmenttien koostumuksesta ja monista muista tekijöistä. Tältä osin on olemassa joitakin tietoja makrofyyttilevistä, joissa on erilaisia pigmenttijärjestelmiä (Levring, 1966), mutta ei tällaista tietoa piilevien osalta (taulukko 5).

Tasaisissa valaistusolosuhteissa eri levien kompensaatiopiste riippuu niiden pigmenttien toiminnasta. Sinilevässä (pigmentit: klorofyllit a ja b, β-karoteeni, ketokarotenoidi, mixoksantofylli) kompensaatiopiste on noin 8 metrin syvyydessä, viherlevillä (pigmentit: klorofyllit a ja b, β-karoteeni, ksantofylli) - noin 18 m, ja ruskeissa ja punalevissä, joissa on klorofyllin, karoteenin ja ksantofyllin lisäksi lisäpigmenttejä (ruskeassa fykoksantiinissa, punalevissä - fykoerytriini ja fykosyaani), kompensaatiopiste laskee merkittävästi alle 30 m .

Joissakin Mustanmeren sublitoraalin piilevälajeissa kompensaatiopiste voi ilmeisesti pudota 35 metrin syvyyteen. Nykyaikainen sublitoraalisten piilevien keräämismenetelmä ei anna tarkkaa indikaattoria yksittäisten lajien elinympäristön olosuhteista. Viimeisimpien tietojen perusteella on todettu yleinen säännöllisyys sublitoraalisten piilevien jakautumisessa syvyyden mukaan. Mustanmeren sublitoraalisissa olosuhteissa ne elävät noin 30 metrin syvyyteen (Proshkina-Lavrenko, 1963a), Välimerellä - 60 metrin syvyyteen (Aleem, 1951), mikä on melko luonnollista veden kanssa. läpinäkyvyys tässä 60 m meressä. On viitteitä elinympäristön piilevistä 110 metriin (Smyth, 1955), 200 metriin (Bougis, 1946) ja 7400 metriin (Wood, 1956), ja Wood väittää, että tästä syvyydestä on löydetty eläviä piileviä (yleensä vedenalaisia meren lajeja sekä makean veden lajeja!). Kahden viimeisen kirjoittajan tiedot ovat epäluotettavia ja vaativat todentamista.

Saman piilevälajin kompensaatiopiste ei ole vakio, se riippuu lajin maantieteellisestä leveysasteesta, vuodenajasta, veden läpinäkyvyydestä ja muista tekijöistä. Marshall ja Opp (Marshall ja Orr, 1928) totesivat kokeellisesti laskemalla piilevien viljelmää eri syvyyksiin lahdessa (Loch Striven; Skotlanti), että Coscinosira polychorda kesällä kompensaatiopiste on 20-30 metrin syvyydessä ja talvella lähellä veden pintaa. He saivat samanlaisia tuloksia Chaetoceros sp.

Pohjapiileillä on epäilemättä kromaattinen sopeutuminen, mikä selittää monien kyvyn elää tietyllä syvyysalueella spektrivalon ja sen intensiteetin muuttuessa; on mahdollista, että heillä on eri rotuja (jotkut lajit Amphora, Carrtpylodiscus, Diploneis, Navicula). Kokeellisesti on todettu, että sopeutuminen valaistuksen voimakkuuteen tapahtuu melko nopeasti. Joten esimerkiksi makean veden liikkumaton planktoninen piilevä Cyclotella meneghiniana sopeutuu valaistukseen 3000 - 30 000 luksia 24 tunnin sisällä, se pystyy kestämään paljon korkeamman valon intensiteetin - jopa 60 tuhatta luksia ja jopa 100 tuhatta luksia (Jorgensen, 1964a, 1964b). Liikkuvien sublittorilajien fotosynteettiset laitteet ( Tropidoneis, Nitzschia) mukautuu valoolosuhteisiin 1-3 metrin syvyydessä, jossa valon intensiteetti on 10-1 % (Taylor, 1964). Yleisesti ottaen suuri kirjallisuus on omistettu piilevien kromaattisesta mukautumisesta (Talling, 1955, 1957a; Ryther, 1956; Ryther ja Menzel, 1959; Steemann Nielsen ja Hensen, 1959; Jørgensen, 1964a).

Planktoniset piilevät voivat elää paljon syvemmällä kuin sublitoraaliset, mikä johtuu pääasiassa pelagisen alueen veden suuremmasta läpinäkyvyydestä. Tiedetään, että merissä ja valtamerissä piileväplanktoni leviää vähintään 100 metrin syvyyteen. Mustallamerellä, 75-100 metrin syvyydessä, kasviplankton koostuu Thalassionema nitzschioides ja useita tyyppejä Nitzchia, ja täällä niitä elää paljon enemmän kuin 0-50 metrin vesikerroksessa (Morozova-Vodyanitskaya, 1948-1954). monenlaisia Nitzchia tiedetään helposti siirtyvän autotrofisesta ravinnosta mixotrofiseen ja heterotrofiseen. Ilmeisesti merien dysfoottisilla ja afoottisilla vyöhykkeillä elävillä planktonlajeilla on sama ominaisuus: ne luovat syvänmeren varjoplanktonia. Steemann Nielsen ja Hensen (Steemann Nielsen ja Hensen, 1959) kuitenkin pitävät pintakasviplanktonia "kevyenä" olosuhteissa, joissa säteilyintensiteetti on 600-1200 luksia, ja "varjona" alhaisen säteilyn olosuhteissa: 200-450 luksia. Näiden tutkijoiden mukaan lauhkean vyöhykkeen talvinen pintakasviplankton on tyypillinen "varjo". Talvikasviplankton koostuu kuitenkin myöhäissyksystä ja alkukeväästä lajeista, joita ei voida luokitella "varjolajiksi". On tunnustettava, että piilevien fytosynteesin ongelma on vielä tutkimuksen alkuvaiheessa, ja monista tämän ongelman ajankohtaisista aiheista on vain hajanaista ja todentamatonta tietoa.

Meren pinnasta pohjaan asti valtameri on täynnä erilaisia eläimiä ja kasveja. Kuten maalla, täälläkin melkein kaikki elämä riippuu kasveista. Pääravinto on miljardeja mikroskooppisia kasveja, joita kutsutaan kasviplanktoniksi ja joita virtaukset kuljettavat. Auringon säteiden avulla he luovat oman ruokansa merestä, hiilidioksidista ja mineraaleista. Tämän prosessin aikana ns fotosynteesi kasviplankton tuottaa 70 % ilmakehän hapesta. Kasviplankton koostuu pääasiassa pienistä kasveista, joita kutsutaan piileveiksi. Niitä voi olla jopa 50 tuhatta kupissa merivettä. Kasviplankton voi elää vain lähellä pintaa, jossa on tarpeeksi valoa fotosynteesiin. Toinen osa planktonia - eläinplankton ei osallistu fotosynteesiin ja voi siksi elää syvemmällä. Eläinplankton on pieniä eläimiä. Ne syövät kasviplanktonia tai syövät toisiaan. Eläinplanktoniin kuuluu nuoria - rapujen, katkarapujen, meduusojen ja kalojen toukkia. Suurin osa heistä ei näytä ollenkaan aikuisilta. Molemmat planktontyypit toimivat ravinnoksi kaloille ja muille eläimille pienistä meduusoista valtaviin valaisiin ja haihin. Planktonin määrä vaihtelee paikasta toiseen ja vuodenajan mukaan. Suurin osa planktonista löytyy mannerjalustalta ja napojen läheltä. Krill on eräänlainen eläinplankton. Useimmat krillit eteläisellä valtamerellä. Plankton elää myös makeassa vedessä. Jos voit, tutki mikroskoopilla vesipisaraa lampista tai joesta tai pisaraa merivettä.

Ravintoketjut ja pyramidit

Eläimet syövät kasveja tai muita eläimiä ja toimivat itse ravinnoksi muille lajeille. Yli 90 % meren asukkaista päättää elämänsä toisten vatsassa. Kaikki valtameren elämä on siten yhdistetty valtavaan ravintoketjuun, joka alkaa kasviplanktonista. Yhden suuren eläimen ruokkimiseen tarvitaan monta pientä, joten suuria eläimiä on aina vähemmän kuin pieniä. Tämä voidaan kuvata ruokapyramidina. Lisätäkseen massaansa 1 kg:lla tonnikalan on syötävä 10 kg makrillia. 10 kg makrillin saamiseksi tarvitset 100 kg nuorta silliä. 100 kiloa nuorta silakkaa kohden tarvitaan 1000 kiloa eläinplanktonia. 1000 kilon eläinplanktonia ruokkimiseen tarvitaan 10 000 kg kasviplanktonia.

Ocean lattiat

Meren paksuus voidaan jakaa kerroksiin tai vyöhykkeisiin pinnasta tunkeutuvan valon ja lämmön määrän mukaan (katso myös artikkeli ""). Mitä syvempi vyöhyke, sitä kylmempi ja tummempi se on. Kaikki kasvit ja useimmat eläimet löytyvät kahdesta ylimmästä vyöhykkeestä. Aurinkoalue antaa elämän kaikille kasveille ja monenlaisille eläimille. Vain pieni määrä valoa pinnasta tunkeutuu hämäräalueelle. Suurimpia asukkaita täällä ovat kalat, kalmarit ja mustekalat. Pimeällä vyöhykkeellä noin 4 astetta. Eläimet ruokkivat täällä pääasiassa kuolleen planktonin "sadetta", joka putoaa pinnalta. Syvyysvyöhykkeellä täydellistä pimeyttä ja jääkylmää. Ne harvat siellä elävät eläimet elävät jatkuvan korkean paineen alla. Eläimiä löytyy myös valtamerten juoksuhaudoista yli 6 kilometrin syvyydessä pinnasta. He ruokkivat sitä, mikä tulee alas ylhäältä. Noin 60 prosentilla syvänmeren kaloista on oma hehkunsa, joka löytää ruokaa, havaitsee vihollisia ja signaloi sukulaisia.

koralliriutat

Koralliriutat löytyvät matalista vesistä lämpimissä, kirkkaissa trooppisissa vesissä. Ne koostuvat pienten eläinten luurangoista, joita kutsutaan korallipolyypeiksi. Kun vanhat polyypit kuolevat, niiden luurankoihin alkaa kasvaa uusia. Vanhimmat riutat alkoivat kasvaa tuhansia vuosia sitten. Eräs koralliriuttatyyppi on atolli, joka on muodoltaan renkaan tai hevosenkengän muotoinen. Atollien muodostuminen on esitetty alla. Koralliriutat alkoivat kasvaa tulivuoren saaren ympärille. Tulivuoren sammumisen jälkeen saari alkoi vajota pohjaan. Riutta jatkaa kasvuaan saaren uppoaessa. Keskelle riutaa muodostuu laguuni (matala suolajärvi). Kun saari upposi kokonaan, koralliriutta muodosti atollin - rengasriutan, jonka keskellä oli laguuni. Koralliriutat ovat monimuotoisempia kuin muut valtameren osat. Kolmasosa kaikista valtameren kalalajeista löytyy sieltä. Suurin on Iso valliriutta Australian itärannikolla. Se ulottuu 2027 kilometriä ja suojaa 3000 lajia

Charles