Живые организмы в открытом море. Круговорот питательных веществ.
Проективность открытого моря (первичная продукция: 0,5 г сухой массы/м2 в сутки) сравнима с продуктивностью пустынь. Только на литорали и в зонах вертикальных течений достигаются сравнимые с продуктивностью степей и саванн значения, уменьшающиеся вблизи серных источников (фумаролы), где серобактерии (хемосинтез, фиксация СO2) находятся в самом начале цепи питания. Живые сообщества океанической пелагиали и бентали получают питательные вещества преимущественно из продуктивной зоны эпивелагиали, простирающейся на глубину до 200 м.
Продуценты — это организмы фитопланктона, прежде всего динофлагеллаты и диатомовые водоросли, а также Cyanophyceae, Coccolilhophridae и Silicoflagellatae. Количество планктона экспоненциально уменьшается до глубины в 2000 м (. В) и по мере удаления от берега. 70% фитопланктона потребляется первичными консументами, преимущественно зоопланктоном.
Рисунок. Снижение количества биомассы с удалением от берега в сторону открытого моря.
70% которого состоит из рачков и крабов. 30% биомассы опускается на дно в виде детрита и служит пищей потребителям суспензий (обитателям водоворотов, планктонофильтрующим), ловцам щупальцами и пожирателям эпистрата и субстрата, которые, в свою очередь, поедаются нектоном (морскими млекопитающими, рыбами, кальмарами и т. п.).
Рисунок. Микрофитопланктон от побережья Венесуэлы до Карибского моря.
На больших глубинах неиспользованный органический корм может еще реминерализоваться бактериями и грибами. Конечная продукция может вернуться в цикл питания, если течения вынесут ее на мелководье или она попадет на поверхность с подъемными течениями.
Зональность.
Деление на зоны глубокого моря осуществляется с учетом постоянно изменяющихся абиотических факторов (в основном давление и температура воды) на основе связанного с этим изменением внешнего вида фауны.
Рисунок. Удельная доля различных групп животных в биомассе бентали.
Только фотическая (освещаемая) зона эпипелагиали покрыта растениями. Более глубокая мезопелагиаль снизу ограничивается изотермой 10 °С, которая одновременно является изотермой, ограничивающей полярный регион по водной поверхности. В батипелагиаль попадают зоны с температурой 10 — 4 °С. В находящихся под ней абиссопелагиали и хадопелагиали температуры снижаются ненамного.
Формы жизни.
В зоопланктоне преобладают голопланктонные формы, часто с укороченным жизненным циклом (неотения: половое созревание на стадии личинки или ранних стадиях развития, вивипария: живорождение). Многие глубоководные формы предпочитают инкубационное размножение. Часто пелагические стадии личинок отсутствуют, и поэтому распространение вида ограничено. Наиболее крупные океанские позвоночные (голубой кит — длина до 32 м, акула — до 18 м) являются фильтровальщиками планктона и поэтому живут на глубине 10 — 50 м. Они питаются рачками, прежде всего крилем в Антарктике — крупнейшим скоплением биомассы одного вида на Земле (400 — 500 млн т). Рачки питаются фитопланктоном, который, несмотря на холодное время с сентября по март, активно подрастает благодаря длинному световому дню.
Океан населен хладостенотермными видами. Из-за отсутствия первичной продукции основой питания являются хемосинтезирующие бактерии и грибы.
Хищные формы с помощью огромной пасти, мощных зубов и растягивающихся желудков адаптировались к малой плотности корма. Их удельный вес уменьшается с глубиной. Там, где достаточно осадочного материала, как например у континентальных побережий, преобладают потребители ила, а во внутренних олиготрофных глубоких морских бассейнах — фильтраторы суспензий. Биомасса и спектр фауны, включая подпочвенную фауну дна, обедняется с глубиной в связи с проблемами адаптации к давлению, температуре и пищевому ассортименту. Виды животных на разных глубинах имеют различный удельный вес в общей биомассе. Благодаря относительно равным экологическим условиям на глубине обнаруживают многочисленных космополитов, а в глубоководных впадинах — изолированные в них многочисленные эндемические виды.
Виды хадали и хадопелагиали — бледные на вид — имеют маленькие глазки или вообще слепы. В различных классах (равноногие ракообразные, морские ослики и бокоплавы) наблюдается тенденция к гигантизму, которая пока функционально неясна.
Примечательно обилие необычных форм глубоководных организмов, которые имеют длинные телесные конечности, иглы и придатки, помогающие держаться на топком илистом дне. Органы осязания (щупальца, ножки, лучевидные плавники) облегчают ориентацию в пространстве.
Рисунок. Батипелагиальные (глубоководные) рыбы.
Феномен — часто пущая им способность светиться в темноте (биолюминесценция). Свет генерируется при окислении так называемых люциферинов либо внеклеточным путем при выделении различными железами светящегося вещества или фермента — люциферазы, либо внутри клеток особых светящихся органов — фотофоров. Свечение используется как приманка, опознавательный знак во время брачных игр, предупредительный сигнал или отпугивающее средство (например, испускание светящихся облачков). На поверхности моря свечение вызывает планктонная ночесветка (Noctiluca).
