Hlubinný gigantismus - Deep-sea gigantism

Vyšetření 9 m (30 ft) obrovská oliheň, druhého největšího hlavonožce, který se vyplavil na břeh Norsko.

v zoologie, hlubinný gigantismus je tendence druhů bezobratlých a další zvířata žijící v hlubinách větší než jejich příbuzní v mělčí vodě ve velkém taxonomickém rozmezí. Navrhovaná vysvětlení tohoto typu gigantismu zahrnují chladnější teplotu, nedostatek potravy, snížený predační tlak a zvýšené koncentrace rozpuštěného kyslíku v hlubinách. Studie tohoto tématu bránila nepřístupnost hlubinných stanovišť.

Taxonomický rozsah

V námořní korýši, byl trend zvyšování velikosti s hloubkou pozorován v roce mysids, euphausiids, decapods, stejnonožci a obojživelníci.[1][2] Bez členovců, u kterých byl pozorován hlubinný gigantismus, jsou hlavonožci, cnidarians a úhoři z objednávky Anguilliformes.[3]

Ostatní [zvířata] pod nimi dosahují gigantických rozměrů. Je to zejména jistý korýš, který vykazuje tuto druhou zvláštnost, ale ne všechny korýši, protože formy podobné rakům v hlubokém moři mají běžnou velikost. Už jsem se zmínil o gigantickém Pyknogonid [mořský pavouk] vytěžený námi. Pane Agassizi vybagroval gigantický Isopod dlouhý 11 palců [28 centimetrů]. Také jsme vytěžili gigantického Ostracoda. Již více než 125 let vědci uvažují o extrémní velikosti Bathynomus giganteus. – Henry Nottidge Moseley, 1880[4]

Mezi příklady hlubinného gigantismu patří velké červené medúzy,[5] the obří stejnonožce,[4] obří ostracod,[4] the obří mořský pavouk,[4] the obří amphipod, Krab japonský, obří oarfish, hlubinný rejnok, sedmramenná chobotnice,[6] a řada druhů chobotnic: kolosální chobotnice (do délky 14 m),[7] the obrovská oliheň (do 12 m),[7] Onykia robusta, Taningia danae, Galiteuthis phyllura, Kondakovia longimana a bigfin chobotnice.

Hlubinný gigantismus není v EU obecně pozorován meiofauna (organismy, které procházejí sítem o velikosti 1 mm), které ve skutečnosti vykazují opačný trend snižování velikosti s hloubkou.[8]

Vysvětlení

Nižší teplota

U korýšů bylo navrženo, že vysvětlení pro zvětšení velikosti s hloubkou je podobné vysvětlení pro zvětšení velikosti s zeměpisná šířka (Bergmannova vláda ): oba trendy zahrnují zvětšování velikosti se snižující se teplotou.[1] Trend zeměpisné šířky byl pozorován u některých stejných skupin, a to jak při srovnání příbuzných druhů, tak i v široce rozšířených druzích.[1] Předpokládá se, že snížení teploty se zvýší buňka velikost a zvýšil životnost (to je také spojeno se zpožděnou sexuální dospělostí[8]), které vedou ke zvýšení maximální velikosti těla (trvalý růst po celý život je pro korýše charakteristický).[1] v Arktický a antarktický moří, kde je snížený vertikální teplotní gradient, existuje také snížený trend směrem ke zvětšení velikosti těla s hloubkou, což je proti hydrostatický tlak být důležitým parametrem.[1]

Zdá se, že teplota nemá podobnou roli při ovlivňování velikosti obřích trubkových červů. Riftia pachyptila, který žije v hydrotermální ventilace komunity při okolních teplotách 2–30 ° C,[9] dosahuje délky 2,7 ​​m, srovnatelné s délkami Lamellibrachia luymesi, který žije v studené prosakuje. První z nich má však rychlý růst a krátkou životnost asi 2 roky,[10] zatímco druhý roste pomalu a může žít více než 250 let.[11]

Nedostatek potravin

Nedostatek potravy v hloubkách větších než 400 m je také považován za faktor, protože větší velikost těla může zlepšit schopnost shánět potravu pro velmi rozptýlené zdroje.[8] V organismech s planktonika vajíčka nebo larvy, další možnou výhodou je, že větší potomci s většími počátečními skladovanými zásobami potravy se mohou unášet na větší vzdálenosti.[8] Jako příklad adaptace na tuto situaci se obrovští stejnonožci snášejí na potravu, jsou-li k dispozici, a jejich těla se natahují až ke kompromitující schopnosti lokomotovat;[12] mohou také přežít 5 let bez jídla v zajetí.[13][14]

Podle Kleiberovo pravidlo,[15] čím větší je zvíře, tím efektivnější je jeho metabolismus; tj. zvířecí rychlost metabolismu škáluje zhruba na 3/4 síly své hmoty. Za podmínek omezeného zásobování potravinami to může poskytnout další výhodu velké velikosti.

Snížený predační tlak

Dalším možným vlivem je snížený predační tlak v hlubších vodách.[16] Studie o brachiopody zjistili, že predace byla téměř řádově méně častá v největších hloubkách než v mělkých vodách.[16]

Zvýšený rozpuštěný kyslík

Úrovně rozpuštěného kyslíku také hrají roli v hlubinném gigantismu. Studie bentic z roku 1999 amphipod korýši zjistili, že maximální velikost potenciálního organismu přímo koreluje se zvýšenou hladinou rozpuštěného kyslíku v hlubších vodách.[17] Je známo, že rozpustnost rozpuštěného kyslíku v oceánech roste s hloubkou kvůli zvyšujícímu se tlaku, snižující se hladině slanosti a teplotě.[17]

Navrhovaná teorie, která stojí za tímto trendem, spočívá v tom, že hlubinný gigantismus by mohl být adaptivním znakem pro boj s udušením ve vodách oceánu.[18] Větší organismy jsou schopny přijímat více rozpuštěného kyslíku v oceánu, což umožňuje dostatečné dýchání. Tato zvýšená absorpce kyslíku však s sebou nese riziko otravy toxicitou, kdy může mít organismus tak vysoké hladiny kyslíku, že se stanou škodlivými a jedovatými.[18]

Galerie

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E Timofeev, S.F. (2001). „Bergmannův princip a hlubinný gigantismus u mořských korýšů“. Bulletin o biologii (ruská verze, Izvestiya Akademii Nauk, Seriya Biologicheskaya). 28 (6): 646–650 (ruská verze, 764–768). doi:10.1023 / A: 1012336823275.
  2. ^ C., McClain; M., Rex (2001-10-01). „Vztah mezi koncentrací rozpuštěného kyslíku a maximální velikostí u hlubinných vyprahlých plžů: aplikace kvantilové regrese“. Mořská biologie. 139 (4): 681–685. doi:10.1007 / s002270100617. ISSN  0025-3162.
  3. ^ Hanks, Micah. „Deep Sea Gigantism: Curious Cases of Mystery Giant Eels“. MysteriousUniverse. Citováno 5. května 2019.
  4. ^ A b C d McClain, Craig. „Proč není obří izopod větší?“. Hlubinné zprávy. Citováno 1. března 2018.
  5. ^ Smithsonian Oceans. "Velká červená medúza". Smithsonian Oceans. Citováno 5. května 2019.
  6. ^ Hoving, H. J. T .; Haddock, S. H. D. (2017-03-27). „Obří hlubinná chobotnice Haliphron atlanticus krmiva pro želatinovou faunu ". Vědecké zprávy. 7: 44952. doi:10.1038 / srep44952. PMC  5366804. PMID  28344325.
  7. ^ A b Anderton, Jim (22. února 2007). „Úžasný exemplář největšího chobotnice na světě v NZ“. Vláda Nového Zélandu. Archivováno z původního dne 23. května 2010.
  8. ^ A b C d Gad, G. (2005). „Obří Higginsovy larvy s pedogenetickou reprodukcí z hlubin Angolské pánve? Důkaz pro nový životní cyklus a pro propastný gigantismus v Loricifera?“. Organismy Rozmanitost a evoluce. 5: 59–75. doi:10.1016 / j.ode.2004.10.005.
  9. ^ Bright, M .; Lallier, F. H. (2010). „Biologie hadovitých červů“ (PDF). Oceanography and Marine Biology: An Annual Review. Oceánografie a mořská biologie - výroční přehled. Taylor & Francis. 48: 213–266. doi:10.1201 / ebk1439821169-c4. ISBN  978-1-4398-2116-9. Archivovány od originál (PDF) dne 31. 10. 2013. Citováno 2013-10-30.
  10. ^ Lutz, R. A .; Shank, T. M .; Fornari, D. J .; Haymon, R. M .; Lilley, M. D .; Von Damm, K. L .; Desbruyeres, D. (1994). „Rychlý růst u hlubinných průduchů“. Příroda. 371 (6499): 663. doi:10.1038 / 371663a0.
  11. ^ MacDonald, Ian R. (2002). „Stabilita a změna v chemicko-syntetických komunitách v Mexickém zálivu“ (PDF). MMS. Citováno 2013-10-30.
  12. ^ Briones-Fourzán, Patricia; Lozano-Alvarez, Enrique (1991). „Aspekty biologie obrovského stejnonožce Bathynomus giganteus A. Milne Edwards, 1879 (Flabellifera: Cirolanidae), mimo poloostrov Yucatán “. Journal of Crustacean Biology. 11 (3): 375–385. doi:10.2307/1548464. JSTOR  1548464.
  13. ^ Gallagher, Jack (2013-02-26). „Hlubinný stejnonožce v akváriu nejedl více než čtyři roky“. The Japan Times. Citováno 2013-05-21.
  14. ^ „Nebudu jíst, nemůžeš mě udělat! (A nemohli)“. NPR. 22. února 2014. Citováno 23. února 2014.
  15. ^ Kleiber, M. (1947). "Velikost těla a rychlost metabolismu". Fyziologické recenze. 27 (4): 511–541. doi:10.1152 / fyzrev.1947.27.4.511. PMID  20267758.
  16. ^ A b Harper, E. M .; Peck, L. S. (2016). „Latitudinální a hloubkové gradienty tlaku mořské predace“. Globální ekologie a biogeografie. 25 (6): 670–678. doi:10.1111 / geb.12444.
  17. ^ A b Chapelle, Gauthier; Peck, Lloyd S. (1999). „Polární gigantismus diktovaný dostupností kyslíku“. Příroda. 399 (6732): 114–115. doi:10.1038/20099. ISSN  0028-0836.
  18. ^ A b Verberk, Wilco C. E. P .; Atkinson, David (2013). „Proč polární gigantismus a paleozoický gigantismus nejsou ekvivalentní: účinky kyslíku a teploty na velikost těla ectotherms“. Funkční ekologie. 27 (6): 1275–1285. ISSN  0269-8463.

externí odkazy