«Большой лик океана» : глобальные закономерности распределения бентоса Гебрук А. В. Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН Лаборатория донной фауны океана Москва, МГУ, Музей землеведения, 15. 02. 2016 г.
Лев Александрович Зенкевич 4(16). 06. 1889 – 20. 06. 1970 1938 г.
Биологическая структура океана (Зенкевич Л. А. , 1948) «Большой лик океана» Плоскости симметрии и зоны I – экваториальная, II и III – меридиональные Зоны: 1 –полярные, 2 – умеренные, 3 – экваториальная
«Большой лик океана» Биологическая структура океана Л. А. Зенкевич Плоскости симметрии и зоны Основные градиенты условий окружающей среды в океане I II I - от экватора к полюсам II - от континента в океан III - от поверхности в глубину Зональность в океане: широтная (I), циркумконтинентальная (II), вертикальная (III)
Сложный рельеф океанического дна
На глубины ложа океана приходится ~53% поверхности планеты (самая большая поверхность для жизни на Земле) «Глубоководный» океан - >200 м 23. 2 13. 9 16. 4
Океан изучен неравномерно A global map of the nearly 30 million OBIS records of 120, 000 species. Source: Ocean Biogeographic Information System (www. iobis. org). Перепись морской жизни: 2000 – 2010 www. coml. org Участников 2700+ Стран-участниц 80+ Бюджет 650 млн $ Alfred P. Sloan Foundation
Распределение биомассы в океане (широтная зональность) Log 10 (mg C m-2) (Bacteria + Meiofauna + Macrofauna + Megafauna) Бентос Wei et al. (2010)
Первичная продукция в Мировом океане (Sea. Wi. FS Project, NASA)
Изменение биомассы с глубиной и по широте Wei et al. (2010)
Биологическая структура океана (Зенкевич Л. А. , 1948)
Широтные изменения числа видов Isopoda Rex et al. (1993) >4000 m Brandt et al. (2007). Nature, Suppl. Nematoda Latitudinal species-diversity gradient (LSDG) Rex et al. (1993) Зенкевич (1948) Lambshead et al. (2000) Мокиевский (2009) Видовое разнообразие нематод
Градиент «континент-открытый океан» Циркумконтинентальная зональность Крупномасштабные трофические зоны глубоководного макробентоса: 1 – широтные эвтрофные, 2 – широтные олиготрофные, 3 – приконтинентальная эвтрофная (Соколова, 1976)
Меридиональная асимметрия биогеографических подразделений центрально-океанических районов (Миронов, 2014) Индо-Вест Пацифическая и Западная Атлантическая биогеографические области. 1 – Индо-Малайский и Западноатлантический центры перераспределения; Провинции: 2 – Индо-Полинезийская; 3 – Салаигомесская верхнебатиальная; Области: 4 – Индо-Вест Пацифическая и Западная Атлантическая; 5 – районы, предположительно отнесенные к Индо-Вест Пацифической и Западной Атлантической областям. Два этапа расселения из центров перераспределения: 1) вдоль побережий, 2) через центральные океанические районы.
Изменение числа видов с глубиной Южная Атлантика Зенкевич (1948) Cеверо-западная Атлантика Rex (1983) Ebbe et al. (2010) Вертикальная зональность
Изменение биомассы с глубиной и по широте Wei et al. (2010)
Изменение биомассы с глубиной • Bacterial constancy • Exponential declines for 3 larger size classes • Rate of decline (slope): macro- & megafauna > meiofauna • Supporting reviews by Rowe 1983, Deming & Yager 1992, Soltwedel 2000, Rex et al. 2006. Wei et al. (2010)
Гидротермальная фауна T>400°C Хемосинтез
Распределение гидротермальной фауны: фаунистически обособленные регионы по: Миронов и др. (2002)
Закономерности вертикального распределения гидротермальной фауны Граница между «мелководными» и «глубоководными» гидротермальными сообществами проходит на глубине ~ 200 м Глубина < 200 м > 200 м Ранг облигатных таксонов Вид Род, семейство Доля облигатных видов от общего числа видов Доминирование облигатных видов в сообществах (обычно отсутствуют) 0 – 3% > 30% - + The degree of obligacy of fauna sharply changes at the depth of approximately 200 m. In 21 shallow-water areas, located at depths <200 m, vent obligate taxa are absent or their taxonomic rank does not exceed a species. The total number of vent obligate species in shallow water is 8, and their obligacy is uncertain. Data from 55 areas lying at depths from 200 to 4100 m indicate there are ca. 400 obligate species. In 47 of these areas, obligate vent taxa of the genus or the family rank are present. (200 м – важнейшая граница в схеме вертикальной зональности Мирового океана)
Закономерности вертикального распределения гидротермальной фауны Проведено разграничение «мелководных» и «глубоководных» гидротермальных сообществ. Граница между двумя группами сообществ проходит на глубине около 200 м. Tarasov et al. (2005) Всего: 55 Всего: 21 Распространение «глубоководных» (слева) и «мелководных» (справа) гидротермальных сообществ. В глобальном масштабе распределение гидротермальной фауны и сообществ подчиняется тем же закономерностям, что и распределение обычной глубоководной фауны. Биогеографическая история гидротермальной фауны в общих чертах тоже соответствует закономерностям, известным для негидротермальной фауны океана.
Фотографии D. Shale, монтаж А. Рогачева.
Число видов. Deep-sea species richness… океане? Grassle, Maciolek (1992): животных в Динамика описания новых видов Изменение числа специалистов Mora et al. (2011) Всего на Земле 8. 7 млн видов, в океане 2. 2 млн. Описано ~10%. Census of Marine Life (2010) ( «Перепись морской жизни» ): В океане живет > 1 млн видов животных. Описано ~250 тыс. (25%). Grassle & Maciolek (1992) В океане от 10 до 100 млн (!)видов животных. По учебникам: на Земле ~1. 5 млн видов животных, в т. ч. ~0. 8 млн видов насекомых. Огромное видовое богатство на больших глубинах океана!
Normalized richness Распределение видового богатства в океане 1 2 3 4 5 Основные центры перераспределения Центры морской фауны в кайнозое. мелководной перераспределения фауны и направления (2006) Миронов расселения (Миронов, 2006) Tittensor et al. (2010). Nature 466: 1098 -1101.
Глубоководные типы местообитания (habitat) • Всего 28 • Для многих характерна специфическая фауна Открытие новых типов местообитания в глубинах океана 1843 Edward Forbes - азойный океан 1872 -1876 - экспедиция на HMS Challenger Ramirez-Llodra et al. (2010)
Большая доля редких видов В «типичной» абиссальной (3000 -6000 м) пробе бокс-корера: 39 видов в единственном экземпляре 19 видов – 2 экз. 14 видов – 3 экз. 37 видов – 5 экз. 0. 25 м 2 P. Martinez
Скрытое видовое богатство океана Преобладающее число видов животных имеет микроскопический размер: < 1 мм. Результаты отдельных экспедиций: Ангольская котловина: > 800 видов Copepoda, большинство новые Южная Атлантика: > 700 видов Isopoda, >500 новые
«Большой лик океана» Биологическая структура океана I II В здании Зоомузея МГУ, 1954 г. (фото В. А. Свешникова, архив Л. И. Москалева)
Скачать презентацию Большой лик океана глобальные закономерности распределения
Большой лик океана.pptx