Meeresökosystem

Benthos

Organismen sind in Oberflächensedimenten des Festlandsockels und in tieferen Gewässern reichlich vorhanden, wobei eine große Vielfalt in oder auf Sedimenten zu finden ist. In seichten Gewässern bieten Seegraswiesen einen reichen Lebensraum für Polychaetenwürmer, Krebstiere (z. B. Amphipoden) und Fische. Auf der Oberfläche und in Gezeitensedimenten werden die meisten tierischen Aktivitäten stark vom Gezeitenzustand beeinflusst. Bei vielen Sedimenten in der photischen Zone sind jedoch die einzigen photosynthetischen Organismen mikroskopisch kleine benthische Diatomeen.

Benthische Organismen können nach Größe klassifiziert werden. Die Makrobenthos sind solche Organismen, die größer als 1 Millimeter sind. Diejenigen, die organisches Material in Sedimenten essen, werden als Ablagerungsfuttermittel (z. B. Holothurianer, Echinoide, Gastropoden) bezeichnet. Diejenigen, die sich vom oben genannten Plankton ernähren, sind die Suspensionsfuttermittel (z. B. Muscheln, Ophiuroide, Crinoide) und diejenigen, die andere Fauna in der Welt verbrauchen Benthische Assemblage sind Raubtiere (z. B. Seesterne, Gastropoden). Organismen zwischen 0,1 und 1 Millimeter bilden den Meiobenthos. Diese größeren Mikroben, zu denen Foraminiferen, Turbellarier und Polychaeten gehören, dominieren häufig die benthischen Nahrungsketten und übernehmen die Rolle des Nährstoffrecyclers, Zersetzers, Primärproduzenten und Raubtiers. Die Mikrobenthos sind Organismen, die kleiner als 1 Millimeter sind; Dazu gehören Kieselalgen, Bakterien und Ciliaten.

Organische Stoffe werden aerob von Bakterien nahe der Oberfläche des Sediments zersetzt, wo reichlich Sauerstoff vorhanden ist. Der Sauerstoffverbrauch auf diesem Niveau entzieht jedoch tieferen Sauerstoffschichten, und marine Sedimente unter der Oberflächenschicht sind anaerob. Die Dicke der sauerstoffhaltigen Schicht variiert je nach Korngröße, die bestimmt, wie durchlässig das Sediment für Sauerstoff ist und wie viel organische Substanz es enthält. Mit abnehmender Sauerstoffkonzentration dominieren anaerobe Prozesse. Die Übergangsschicht zwischen sauerstoffreichen und sauerstoffarmen Schichten wird als Redox-Diskontinuitätsschicht bezeichnet und erscheint als graue Schicht über den schwarzen anaeroben Schichten. Organismen haben verschiedene Wege entwickelt, um mit dem Sauerstoffmangel umzugehen. Einige Anaerobier setzen durch Stoffwechselprozesse Schwefelwasserstoff, Ammoniak und andere toxisch reduzierte Ionen frei. Die Thiobiota, die hauptsächlich aus Mikroorganismen besteht, metabolisieren Schwefel. Die meisten Organismen, die unter der Redoxschicht leben, müssen sich jedoch eine aerobe Umgebung schaffen. Das Graben von Tieren erzeugt entlang ihrer Bauwerke einen Atemstrom, um ihre Wohnorte mit Sauerstoff zu versorgen. Der Zufluss von Sauerstoff muss ständig aufrechterhalten werden, da die umgebende anoxische Schicht den Sauerstoffbau schnell erschöpft. Viele Muscheln (z. B. Mya arenaria) strecken lange Siphons nach oben in sauerstoffhaltiges Wasser in der Nähe der Oberfläche, damit sie atmen und sich ernähren können, während sie tief im Sediment vor Raub geschützt bleiben. Viele große Weichtiere graben mit einem muskulösen „Fuß“ und in einigen Fällen treiben sie sich damit von Raubtieren wie Seesternen weg. Die daraus resultierende „Bewässerung“ von Bauwerken kann Sauerstoff- und Nährstoffflüsse erzeugen, die die Produktion von benthischen Produzenten (z. B. Kieselalgen) stimulieren.

Nicht alle benthischen Organismen leben im Sediment; Bestimmte benthische Assemblagen leben auf einem felsigen Untergrund. Verschiedene Algenphyla - Rhodophyta (rot), Chlorophyta (grün) und Phaeophyta (braun) - sind in der photischen Zone auf felsigen Substraten reichlich vorhanden und vielfältig und wichtige Produzenten. In Gezeitenregionen sind Algen in der Nähe der Ebbe am häufigsten und am größten. Ephemere Algen wie Ulva, Enteromorpha und Korallenalgen decken ein breites Spektrum der Gezeiten ab. Die Mischung der Algenarten in einem bestimmten Gebietsschema hängt vom Breitengrad ab und variiert auch stark je nach Wellenexposition und Aktivität der Weiden. Zum Beispiel können sich Ascophyllum-Sporen nicht einmal in einer sanften Ozeanflut an Gestein anlagern. Infolgedessen ist diese Pflanze weitgehend auf geschützte Ufer beschränkt. Die am schnellsten wachsende Pflanze, die bis zu 1 Meter pro Tag zu ihrer Länge beiträgt, ist der Riesentang Macrocystis pyrifera, der an subtiden Felsriffen vorkommt. Diese Pflanzen, die 30 Meter lang sein können, charakterisieren benthische Lebensräume an vielen gemäßigten Riffen. Große laminare und fucoide Algen sind auch an gemäßigten felsigen Riffen häufig, zusammen mit der Verkrustung (z. B. Lithothamnion) oder kurzen Büschelformen (z. B. Pterocladia). Viele Algen an felsigen Riffen werden für Lebensmittel, Dünger und Arzneimittel geerntet. Makroalgen sind an tropischen Riffen, an denen es viele Korallen gibt, relativ selten, aber Sargassum und eine vielfältige Ansammlung von kurzen filamentösen und büscheligen Algen sind vor allem am Riffkamm zu finden. Sessile und sich langsam bewegende Wirbellose sind an Riffen häufig. In den Gezeiten- und Gezeitenregionen gibt es viele pflanzenfressende Gastropoden und Seeigel, die einen großen Einfluss auf die Algenverteilung haben können. Seepocken sind in der Gezeiten häufig sitzende Tiere. In den Gezeitenregionen sind Schwämme, Ascidianer, Bengel und Anemonen besonders häufig, wenn das Lichtniveau sinkt und die aktuelle Geschwindigkeit hoch ist. Sessile Ansammlungen von Tieren sind in Höhlen und unter Felsbrocken oft reich und vielfältig.

Riffbildende Korallenpolypen (Scleractinia) sind Organismen des Stammes Cnidaria, die ein kalkhaltiges Substrat bilden, auf dem eine Vielzahl von Organismen leben. Ungefähr 700 Korallenarten kommen im pazifischen und indischen Ozean vor und gehören zu Gattungen wie Porites, Acropora und Montipora. Einige der komplexesten Ökosysteme der Welt befinden sich an Korallenriffen. Zooxanthellen sind die photosynthetischen, einzelligen Algen, die symbiotisch im Korallengewebe leben und zum Aufbau der festen Calciumcarbonatmatrix des Riffs beitragen. Korallen, die Riffe bauen, kommen nur in Gewässern vor, die wärmer als 18 ° C sind. Für den Korallen-Algen-Komplex sind warme Temperaturen und eine hohe Lichtintensität erforderlich, um Calciumcarbonat abzuscheiden. Viele tropische Inseln bestehen vollständig aus Hunderten von Metern Korallen, die auf Vulkangestein errichtet wurden.

Verbindungen zwischen der pelagischen Umgebung und dem Benthos

Wenn man die pelagischen und benthischen Umgebungen isoliert voneinander betrachtet, sollte man vorsichtig vorgehen, da die beiden in vielerlei Hinsicht miteinander verbunden sind. Zum Beispiel ist pelagisches Plankton eine wichtige Nahrungsquelle für Tiere auf weichem oder felsigem Boden. Suspensionsförderer wie Anemonen und Seepocken filtern lebende und tote Partikel aus dem umgebenden Wasser, während Detritusförderer auf der Ansammlung von Partikelmaterial grasen, das von der darüber liegenden Wassersäule regnet. Die Häute von Krebstieren, Planktonkot, totem Plankton und Meeresschnee tragen alle zu diesem Niederschlag von der pelagischen Umgebung bis zum Meeresboden bei. Dieser Niederschlag kann bei bestimmten Wetterbedingungen - wie dem El Niño-Zustand - so intensiv sein, dass benthische Tiere auf weichem Boden erstickt werden und sterben. Es gibt auch Unterschiede in der Fallout-Rate des Planktons gemäß den saisonalen Produktionszyklen. Diese Variation kann zu Saisonalität in der abiotischen Zone führen, in der die Temperatur oder das Licht kaum oder gar nicht variieren. Plankton bildet marine Sedimente, und viele Arten von versteinertem Protistan-Plankton, wie Foraminiferen und Coccolithen, werden verwendet, um das Alter und die Herkunft von Gesteinen zu bestimmen.