Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт фундаментальной биологии и биотехнологии РЕФЕРАТ по зоологии Коралловые рифы как экосистема Преподаватель В. К. Дмитриенко подпись, дата Студент ББ19-01Б 041940491 номер группы, зачетной книжки инициалы, фамилия П.Ю. Степанова подпись, дата Красноярск 2019 инициалы, фамилия СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................. 3 1. Образование и структура коралловых рифов....................................................... 4 1.1 Теория образования и классификация рифов .......................................... 4 1.2 Условия для образования рифа.................................................................. 4 1.3 Зональность рифов ...................................................................................... 6 1.4 Рифообразующие кораллы ......................................................................... 7 2. Животные, населяющие рифы .............................................................................. 8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 9 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................................... 10 2 ВВЕДЕНИЕ Согласно определению коралловый риф – это локализованная мелководная устойчивая к волнам структура, построенная секретирующими известь организмами, залегающая на подстилающих образованиях, от которых она ясно отличима (по определению Т. Горо, 1972). Иначе – подводные или надводные известковые гряды, формирующиеся преимущественно скелетами мелких колониальных животных (кораллов) в мелководных участках тропических морей. Коралловый риф – это сложно устроенная экосистема, уникальная по разнообразию и обилию морских организмов, образуемая колониальными организмами – коралловыми полипами, прикрепленными к субстрату. Сложные известково-каменные структуры являются материальной основой экосистемы кораллового рифа, они служат домом для великого множество морских организмов. Примитивные коралловые рифы возникли еще 500 млн лет назад, и они отличались от современных. Постоянство этих сообществ составляет основу их богатства: лишь в устойчивой окружающей среде развивавшиеся виды могли выжить, накопиться внутри наисложнейшей из известных экосистем и гармонировать с ней. Благодаря рифообразующим кораллам образуется широкий пояс в тропической зоне Мирового океана, географически ограниченный тропиком Рака и тропиком Козерога с обеих сторон от экватора (между 23,5° северной и южной широты). 3 1.Образование и структура коралловых рифов 1.1 Теория образования и классификация рифов Есть несколько теорий возникновения рифов, однако я рассмотрю наиболее обоснованную, а именно теорию Чарльза Дарвина. Процесс формирования атолла проходит три последовательные стадии. Сначала после затухания вулкана и оседания дна вокруг образовавшегося вулканического острова развивается окаймляющий риф. По мере дальнейшего оседания риф становится барьерным и, наконец, превращается в атолл. Дарвин предсказал, что под каждой лагуной должно скрываться каменное основание, представляющее собой остатки первичного вулкана, что было доказано посредством бурения. Таким образом, рифы делятся на: окаймляющие (береговые) рифы; барьерные рифы; атоллы; банки. Однако процесс образования многих рифов не поддавался столь простому объяснению, какое предлагал Дарвин. Большой Барьерный риф, к примеру, не является обычным барьерным. Это огромный комплекс множества совершенно различных по форме, величинам и типам рифов, расположенный в пределах континентального шельфа на значительно меньших глубинах, чем рифы, лежащие где-то в просторах океана. 1.2 Условия для образования рифа Рост кораллов обусловлен необходимостью сочетания ряда условий, связанных с температурой, солёностью, освещённостью и рядом других 4 абиотических факторов. Кораллы не способны выносить даже небольшие отклонения от оптимальных условий. Факторы: 1. Освещенность: рифообразующие кораллы не растут глубже 70-80 м, а наиболее массовый и интенсивный их рост наблюдается на глубинах не более 15-25 м. Объясняется это тем, что кораллам необходим солнечный свет, т.к. многие физиологические и биохимические процессы связаны с фотосинтезом. В тканях кораллов присутствуют одноклеточные водоросли-симбионты – зооксантеллы (симбиодиниумы), которые как раз и осуществляют фотосинтез. Из этих растений рифообразующий коралл получает около 60% синтезированных ими сахаров, глицерина и аминокислот, а также дефицитный в тропических водах кислород, «в обмен» выделяя двуокись углерода, азот и фосфор, немедленно потребляемые водорослями. В результате быстрого, непрерывного изъятия из его тканей углекислого газа и образуется нерастворимый карбонат кальция. 2. Температура: рифообразующие кораллы любят теплую воду и способны расти и строить рифы только при температуре морской воды от 18° до 30°С. Как правило, падение температуры ниже 18 °C вызывает гибель рифообразующих кораллов. Возникновение новых колоний ограничено теми районами, где температура не падает ниже 20,5°C, видимо это нижний температурный предел для овогенеза и сперматогенеза герматипных кораллов. 3. Соленость воды: нижний предел солёности, при котором возможно образование коралловых рифов составляет 30—31 ‰. В связи с этим они никогда не поселяются в устьях рек и других опресненных участках моря. Отсутствие кораллов вдоль атлантического побережья Южной Америки объясняется именно опреснением морской воды за счёт Амазонки. На солёность поверхностных вод, 5 помимо материкового стока оказывают влияние осадки. Иногда продолжительные ливни, понижающие солёность воды, могут стать причиной массовой гибели полипов. 4. Наличие кислорода: рифообразующие кораллы нуждаются в чистой прозрачной воде, насыщенной кислородом. Свежая чистая вода, насыщенная кислородом и богатая планктоном, обеспечивает дыхание и питание полипов. 5. Субстрат: большинство рифов селятся на твердой неподвижной основе. На отдельных камнях и известковых глыбах кораллы не развиваются. Хоть кораллы и не выносят заиления, однако крупные грибовидные кораллы растут на рыхлом субстрате, т.к. широкое основание которых не даёт им погрузиться в ил. Ветвистые кораллы укореняются с помощью выростов. 1.3. Зональность рифов Все рифы имеют одинаковую морфологическую зональность: Лагуна – замкнутая и/или вытянутая вдоль берега ложбина глубиной 2—10 м. Здесь формируются заросли водорослей и морских трав. Большое количество пищи и убежищ привлекают сюда многочисленных иглокожих, моллюсков, ракообразных и армию различных червей и бактерий; Риффлет, или рифовая платформа – плато шириной от 20 до многих сотен метров, располагающееся на глубине от нескольких сантиметров до нескольких метров. Большая его часть может осушаться при отливе; Гребень рифа, или зона волнолома, занимающий фронтальный край рифа, принимает на себя всю силу океанических волн. Он формируется колониями крепких 6 кораллов и кораллиновыми водорослями, способными противостоять мощному воздействию прибоя. Здесь обитают маленькие крабы, креветки, гастроподы и т.д.; Склон рифа – предоставляющая наиболее своим богатая и глубокая многочисленным часть обитателям рифа, самые разнообразные экологические ниши и условия жизни. 1.4 Рифообразующие кораллы Кораллы, а точнее коралловые полипы, относятся к кишечнополостным животным, к типу Cnidaria (стрекающие), подтипу и классу Anthozoa (коралловые полипы). Рифообразующие кораллы относятся к подклассу Hexacorallia (шестилучевые кораллы), роду Madreporaria (мадрепоровые). Большинство мадрепоровых – колониальные организмы, однако встречаются и одиночные полипы. Подошва рифообразующих кораллов выделяет экзоскелет из карбоната кальция, который образует чашечку. Скелет постепенно наращивается, и у колониальных форм скелетные чашечки отдельных полипов сливаются в общий скелет колонии. В колонии полипы могут сливаться, образовывая общий организм с единой полостью (ценосарк). Формы колоний: стелющиеся (столоидные); корковые (с ценосарком); древовидные (с моно-/симподиальным ветвлением). Типичный полип цилиндрическое, в его колониальных верхней части кораллов имеется выглядит ротовой так: тело диск, а на противоположном конце расположена подошва. В центре ротового диска находится рот, а по его периферии в виде венчика расположены щупальца. В светлое время суток кораллы сжимают щупальца, чтобы не обжечь их ультрафиолетовыми лучами и не затенять зооксантеллу. Ночью кораллы широко раскидывают щупальца и ловят планктонных животных. Рот ведет в 7 слепо заканчивающуюся кишечную полость, где происходит пищеварение. Подошва служит для прикрепления к субстрату. Развиты неполные внутренние перегородки (мезентерии), которые разделяют кишечную полость на несколько периферических камер. Мезентерий увеличивает пищеварительную поверхность. Спаривание происходит раз в год, в полнолуние. Около полугода развиваются яйцеклетки мадрепоровых кораллов и формируется семенники. Окруженные общей слизью яйца и сперматозоиды скапливаются у ротовых отверстий полипов. Затем "пакеты" половых клеток выбрасываются в воду и всплывают к поверхности. Там слизистая пленка растворяется, и сперматозоиды расплываются в поисках яйцеклеток. Из оплодотворенного яйца развивается плавающая личинка – планула, которая позже опускается на дно и развивается в полип. 2 Животные, населяющие рифы Коралловый риф служит местом обитания многих морских животных и растений. Здесь поселяются другие кишечнополостные, разнообразные моллюски, черви, ракообразные, иглокожие. Часть из них также принимает некоторое участие в рифостроении (например, губки, некоторые моллюски и полихеты). В зарослях коралловых рифов плавают сирены, барракуды, кальмары, черепахи, а также ярко окрашенные рыбы. По числу видов рыб сообщества процветающего рифа не имеют равных на планете – с этими экосистемами связано около 6 000 из общего числа 20 000 видов костистых рыб. 8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Коралловая экосистема является гигантским трансформатором вещества и энергии, доля которого в глобальном круговороте очень велика. Коралловые рифы в тропических океанах являются местом обитания огромного количества видов рыб, животных и растений, которые играют важную роль в продуктивности рифов и тесно связаны с пользой, которую они приносят людям. Примерно 100 миллионов человек в прибрежных районах напрямую зависят от экосистемы рифов для удовлетворения своих потребностей в продуктах питания и получении средств к существованию за счет рыболовства и туризма. Также, эта наиболее сложная и древняя из всех океанических экосистем, имеющая эколого-геологическую историю, необыкновенно привлекательна для ученых, особенно биологов разных специальностей. Но большая часть исследований должна быть направлена на сохранение флоры и фауны коралловых рифов, т.к. они — часть мирового наследия и находятся под угрозой исчезновения от антропогенных и естественных воздействий. Так, в начале 1980-х годов общая площадь коралловых рифов составляла около 600 тысяч км², к 2000 году она сократилась примерно до 250 тысяч км² (0,07 % площади Мирового океана). Около трети коралловых рифов мира уже погублено. При существующей тенденции некоторые рифы могут быть уничтожены к 2030 году. 9 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Дмитриенко, В. К. Науки о биологическом: Зоология беспозвоночных : курс лекций / В. К. Дмитриенко – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2008. – 122 с. 2. Догель, В. А. Зоология беспозвоночных. / В. А. Догель. - М.: Высш. школа, 1981. – 606 с. 3. Латыпов, Ю. Я. Подноготная кораллового рифа / Ю. Я. Латыпов // Наука из первых рук. – 2009. – № 3 (27). – С. 108 – 121. 4. Наумов, Д. В. Мир кораллов. / Д. В. Наумов, М. В. Пропп, С. Н. Рыбаков – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 360 с. 5. Шеппард, Ч. Жизнь кораллового рифа / Ч. Шеппард; под ред. А. А. Лущик. Пер. с англ. В. З. Махлина. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – 184 с. 6. Латыпов Ю. Я. Экосистема кораллового рифа [Электронный ресурс] : Латыпов Ю. Экосистема кораллового рифа // Альманах «День за днем» Режим доступа: http://www.den-za-dnem.ru/page.php?article=575 7. Информация о мадрепоровых кораллах [Электронный ресурс] : Мадрепоровые кораллы // Википедия, свободная энциклопедия. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Мадрепоровые_кораллы 8. Информация о коралловых рифах [Электронный ресурс] : Коралловые рифы // Википедия, свободная энциклопедия. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Коралловые_рифы 10
