Свързани термини:

  • Ракообразни
  • Екология
  • Сладководна биология
  • Подземни води
  • Безгръбначни
  • Карст
  • Микробиология

Изтеглете като PDF

За тази страница

Малки физически процеси и биология на планктона *

Турбуленция и репродуктивна екология

В допълнение към ефекта си върху екологията на храненето, изглежда турбуленцията също играе роля в размножаването на зоопланктона. Неотдавнашната работа показа, че мъжките от някои видове копеподи намират партньори, следвайки химически „следи от миризми“, оставени от женските. Видеографските наблюдения с висока разделителна способност показват как мъжкият плува напред-назад, докато пресече следата от миризмата, след което той веднага обръща посоката, за да вземе пътеката отново. След като е заключен на пътеката, мъжкият след това го следва обратно към женската (Фигура 3). Ако мъжкият първоначално тръгне по грешен път надолу по пътеката, той бързо обръща посоката и върви по правилния път, докато достигне женската.

преглед

Фигура 3. Концептуална интерпретация на поведението за привличане на партньори и търсене на партньор в копеподите Calanus marshallae. Последователността на събитията първо включва женската, която произвежда феромонна пътека, която предупреждава мъжкия, че женска е в района. Мъжкият първоначално плува в гладки хоризонтални бримки, докато пресече пътеката. В този момент мъжкият следва пътеката обратно към женската. (Пренаписано от Tsuda and Miller (1998) и използвано с любезното разрешение на авторите.).

Турбуленцията влиза в игра, тъй като следите от миризмата продължават само няколко секунди, преди да се разсеят от малки турбулентни движения, което затруднява мъжете да намерят женски. Въпреки че тепърва трябва да бъде потвърдено в лабораторията, това може отчасти да обясни защо много зоопланктон образуват плътни рояци по време на чифтосване. Ако мъжете искат успешно да открият женски по неприятни следи, може да се предвиди, че чифтосващи се рояци трябва да са достатъчно гъсти, така че времето, необходимо за случайно откриване на следи от миризми, да е по-кратко от времето, необходимо за разсейването на пътеките. Известно е също така, че видовете копеподи, които обитават обикновено приповерхностните слоеве на океана, често се спускат на дълбочини от стотици метри, за да се размножат. Възможно ли е това поведение да е отчасти отговор на необходимостта от относително спокойни води, за да се позволи на мъжките да проследяват женските, преди миризмите да се разсеят с малки турбулентни движения?

Приливни риби *

Хранене на екологията и въздействието на хищничеството

Интердидалните риби не са по-специализирани или обобщени по отношение на диетата и екологията на храненето си, отколкото рибите с приливни видове. Повечето са месоядни или всеядни, а някои са тревопасни. Тревопасните изглежда са по-рядко срещани в по-високите географски ширини, но все още се очаква задоволително обяснение на това явление. В някои случаи диетата се променя с размера, така че най-младите стадии са месоядни, но по-големи количества водорасли се включват в диетата, докато рибите растат. Малкият размер на повечето пребиваващи риби също означава, че диетата им се състои от малки предмети като копеподи и амфиподи. Подобно на много други малки риби, те също могат да се хранят с части от по-големи животни, като например циркусите на синяците или сифоните на двучерупчестите мекотели, форма на сърфиране, която не унищожава плячката. Степента, до която приливните риби оказват влияние върху изобилието на своята плячка и върху структурата на приливните общности, не е ясна. В някои райони не е установено въздействие, докато в други рибите могат да имат значителен ефект, особено върху размера и видовия състав на приливните водорасли. Тези видове, които влизат само в приливната зона, за да се хранят, допринасят за износа на енергия от тази област в по-дълбоки води.

Plecoptera (Stoneflies)

Екология

Хранене и трофични взаимодействия: Повечето от това, което се знае за хранителната екология на каменните мухи, идва от нимфални проучвания в Северното полукълбо и разпръснати работи другаде. Към този момент е достатъчно да се каже, че повечето семейства каменни мухи са вредни, хранят се с груб и фин мъртъв растителен материал и свързаните с него биофилми. Тези филми вероятно представляват най-хранителния компонент на диетата за детритиворите. Потвърдените детритоядни семейства включват Capniidae, Nemouridae, Leuctridae, Notonemouridae, Scopuridae, Taeniopterygidae, Austroperlidae и Diamphipnoidae (дърворезби), Gripopterygidae (някои изключения), Pteronarcyidae и Peltoperlidae. Хищниците включват Chloroperlidae, Eustheniidae, Perlidae, Perlodidae и Styloperlidae. Някои Isoperla (Perlodidae) имат предшестваща уста, но някои ядат детрит през цялото си развитие. Други изпитват онтогенни промени в диетата, преминавайки през детритиви, всеядни и месоядни.

Храненето на възрастни рядко е изследвано подробно. Изхранването е известно със значителен брой детройтни видове. Известно е, че Leuctridae, Nemouridae и Capniidae ядат цианоличени, синьо-зелени водорасли и хифи и спори на аскомицети. Изглежда, че Taeniopterygidae са единственото семейство, чиито възрастни се хранят с жива, съдова растителна тъкан, след като са замесени в увреждане на цветя и листа на овощни дървета. Храненето в семействата на хищниците очевидно е ограничено до Chloroperlidae и Perlodidae, които поглъщат главно полени от различни видове, фини и груби частици, както и спорите и хифите на аскомицетите. Не би било изненадващо да се установи, че много повече възрастни в множество семейства се хранят до известна степен. Изглежда, че храненето съответства на продължителното дълголетие при възрастните, което им дава време да узреят и да се разпръснат.

Използването на анализ на червата за определяне на диетата има някои недостатъци, включително трудности при количественото определяне на артикулите. Новите методи, като стабилен анализ на изотопите, обещават по-пълно изясняване на хранителните мрежи, особено при детритоедни и всеядни видове, където съдържанието на червата често е трудно да се категоризира извън различния детрит.

Разделяне на ниши: Повечето проучвания на групи от видове каменни мухи са проведени в Северното полукълбо, където 30 или повече вида могат да излязат от хладна вода или планински потоци. Родовете са съставени от множество видове и плътността на всеки вид води до потенциал за конкуренция в космоса и храните. Всяко проучване на цяла група каменни мухи показва, че видовете се разделят чрез серийно развитие и поява. Фигура 9 изобразява такава поредица от видове за хипотетичен сбор от умерено голям поток в Средния Запад, САЩ. Зимните каменни мухи се появяват от януари до март. През април се появява малък контингент от немуриди, левтриди, капнииди и перлодиди, последвани от кратко затишие. В края на април се появяват Pteronarcys, както и perlid и няколко вида Isoperla. В края на май има ново затишие, преди да се появят няколко големи перлидни вида в началото на юни. Малките перлиди следват в средата до края на юни, юли и началото на август. Последният вид, който се появява, е Leuctra tenuis. До следващия януари не се появяват повече видове. Този вид приемственост на видове позволява съжителство на видове със сходни стратегии за хранене и нужди на местообитанията.

Фигура 9. Хипотетична общност на камъни от умерено голям поток в Средния Запад, САЩ. Списък на видовете и график на базата на музейни екземпляри от проучването за естествена история на Илинойс.

Stoneflies като показатели за качеството на водата: Stoneflies са силно чувствителни към органично замърсяване и хипоксия, която идва с него. По целия свят са разработени биотични индекси, които постоянно оценяват каменните мухи като най-непоносими към замърсяване. Въпреки че няколко от тези рейтингови системи са разработени чрез професионална преценка, други са генерирали емпирично стойности на толерантност. Дори те са оценили каменните мухи като най-чувствителния ред на водните насекоми. В целия свят броят на видовете Ephemeroptera (Mayflies), Plecoptera и Trichoptera (Caddflies) (EPT таксони) се използва като показател за качество на потока. За съжаление, много биолози за замърсяване на водата в наши дни все по-често откриват само мухи или кадифии, за да се съберат.

Понастоящем се разкриват доказателства, които предполагат, че глобалното изменение на климата оказва влияние върху разпространението на каменни мухи. В Националния парк Great Smoky Mountains, САЩ, изглежда, че поне една голяма перлидна каменна муха, Acroneuria abnormis, значително е увеличила горния си надморски праг. Този вид има широко разпространение при по-ниски височини и не показва признаци на свиване там. Въпреки това, няколко други вида имат по-тясно надморско разпределение в региона и ако и долната, и по-високата граница се изместят нагоре, тези видове могат да попаднат в таван, отвъд който не могат да се колонизират. Ограниченията включват височината на местните планини или надморската височина, на която подкисляването на потоците става проблематично, нещо, което вече се случва в планините в източната част на САЩ и в Европа.

Почвена фауна

2 Биология и екология

Биологията, екологията и социалното значение на морските паразити

Биологични показатели

Рибните паразити са използвани като биологични индикатори, за да предоставят информация за аспектите на екологията и поведението на храненето на гостоприемниците, включително в отдалечени райони като Антарктида (Palm et al., 2007). Тъй като повечето рибни паразити със сложен жизнен цикъл се предават по хранителната верига, те могат да предоставят информация за взаимодействията в хранителната мрежа, която може да не се види чрез традиционните анализи на съдържанието на стомаха (Lafferty et al., 2008). Например, изследователи, създаващи хранителна мрежа в Балтийско море, установиха, че използването на известни паразитни инфекции чрез хранителната мрежа предоставя повече информация за структурата на хранителната мрежа, отколкото само разглеждането на наблюдаваната диета (Valtonen et al., 2010). Вторична полза от това изследване е да се открият междинните гостоприемници на паразитните видове и в резултат на това да се изяснят паразитните цикли на живот (Marcogliese, 2002). Това изследване е разширено, за да предостави информация на риболовните мениджъри за структурата на популацията на рибите по време на оценките на запасите (Timi and Mackenzie, 2015).

Провеждат се оценки на рибните запаси, за да се оцени биологичното състояние на риболова и да се информират мениджърите за състоянието на този риболов (Catalano et al., 2014). Например, Reed et al. (2012) установяват, че метацеркария от тип „тетракотил“ (дигенетичен трематод), инфектираща очите на сардини, е полезен биологичен маркер поради спецификата на мястото му, лекотата на откриване и вероятния дълъг живот в сардината гостоприемник. Събирайки, анализирайки и моделирайки над 5 000 сардини на стойност на разпространението на паразитите, интензивността и изобилието на инфекцията, Weston et al. (2015) установяват, че има два отделни запаса от сардина. Тази информация позволи на южноафриканските риболовни мениджъри да управляват по-добре този риболов.

Тъй като паразитите могат да бъдат специфични за приемно семейство, род и/или вид, те също могат да бъдат използвани за идентификация на гостоприемника. Например, дифилидовите цестоди помагат за потвърждаване на идентифицирането на видовете лъчи около Великобритания (Williams, 1964). Други паразити са използвани за изясняване на филогенията, особено при определяне на таксономичните позиции на гостоприемника и паразитите. Olson et al. (2010) установяват, че трипаноринховите цестоди образуват две основни линии и са монофилетични. Това разделяне осигури независима подкрепа за отхвърляне на идеята, че лъчите произлизат от акули и подкрепи най-новата молекулярна филогенетика на Неоселахиите, в която съвременните акули се считат за сестра група от кънки, лъчи и триони.

Въведение

Уейнрайт и Белууд, в глава 2, преминават от филогения към функционална морфология, развивайки картина на хранителната екология на рифовите риби, обусловена от морфологичните възможности и ограничения. За читателите, възпитани с класическа ихтиология, тази глава ще бъде освежаваща актуализация, но не и изненада. Но твърде много студенти по екология сега успяват да заобиколят „старомодните“ курсове и за тях тази глава може да отвори нова врата към разбирането, че екологията е резултат от взаимодействието на реални организми, които имат физически ограничения и възможности.

Модели на екологичната йерархия

Ayalew Wondie,. Тадесе Фетахи, в Развития в моделирането на околната среда, 2012

14.2.3.13 Диетичен състав (DC)

Средният състав на храната за всяка група потребители е съставен от литературни данни и някои данни са генерирани от настоящото проучване. 15-те големи Labeobarbus са добре диверсифицирани в тяхната екология на разпространение и хранене (de Graaf, 2003). Въз основа на данни за съдържанието на червата, Nagelkerke (1997) описва различни (приблизително пет) трофични групи. Осем от тях (B. acutirostris, B. dainelli, B. gorguari, B. longissimus, B. macrophthalmus, B. megastoma, B. platydorsus и B truttiformis) се хранят предимно с риби (малки бодли, Garra sp. И млади) видове бодли и тилапия) и малко върху бентосните организми (ларви на насекоми и детрит). Три вида (B. crassibarbus, B. nedgia и B. tsanensis) се хранят с бентосни безгръбначни (ларви на насекоми и мекотели) и детрит. Два вида (B. gorgorensis и B. surkis) се хранят със смес от макрофити и мекотели. Един вид (B. brevicephalus) се храни главно със зоопланктон, а друг вид (B. intermedius) има разнообразна диета. Три малки вида бодли (B. pleurogramma, B. tanapelagius и B. humilis) са идентифицирани в езерото Тана (Dejen, 2003). Въпреки това, B. tanapelagius и B. humilis са най-често срещаните малки бодли в езерото. Зоопланктонът беше основният хранителен компонент на B. tanapelagius, B humilis и млади големи бодли.

КОПЕПОДА

IV. ТЕКУЩИ И БЪДЕЩИ ПРОБЛЕМИ НА ИЗСЛЕДВАНЕ

Едно от най-поразителните неща за сладководните копеподи е колко малко се знае за тях в сравнение с кладоцераните или морските копеподи. Основна информация за толкова елементарни неща като морфологична характеристика, жизнен цикъл, репродуктивна биология, екология на храненето, физиология и генетика липсва за повечето видове. Това важи особено за харпактикоидите. Извън Европа таксономичните познания са недостатъчни за много видове, особено за непланктонните видове. Информацията от този вид ще увеличи нашето разбиране за копеподите като преносители на болести като холера и дракункулоза, както и ще ни помогне да реализираме пълния им потенциал за биологичен контрол на насекоми-вредители като комари (обсъдено по-горе).

В допълнение към разширяването на знанията ни за самите копеподи, изследванията върху копеподите могат да допринесат за знанията ни за по-общи екологични въпроси. Малкият размер, податливостта към култура, дискретни моменти, съществуването на етапи на диапауза и вариативността в моделите на житейска история позволяват да бъдат разгледани много интересни въпроси в популационната биология. Интензивното и селективно хранене на копеподите, както и тяхното значение като храна за по-високи трофични нива, отварят пътя за изследвания в поведението на фураж, екологията на общността и екологията на системите.

Въпреки че сме наясно, че храната може да ограничи популациите на копеподи, ние знаем много малко за относителното значение на храната за контролиране на присъствието или изобилието на различни видове копеподи в природата. Ние сме особено наивни по отношение на интерактивните ефекти на променливите на околната среда като температура, pH, слънчева ултравиолетова радиация, наличие на алтернативна храна, ниво на глад на хищника, риск от хищничество и различни форми на замърсяване и манипулация на околната среда върху копеподите. Тъй като екосистемните смущения са по-скоро норма, отколкото изключение по целия свят (Vitousek, 1994), е от решаващо значение да придобием по-добро разбиране за това колко от тези абиотични и биотични променливи, свързани с нарушения, засягат ключови организми като копеподите.

Друга интересна област на изследване, която трябва да се продължи, се отнася до относителното изобилие от циклопоидни спрямо каланоидни копеподи в езера с различен трофичен статус (обсъдено в раздел III. F.1). Плътността на циклопоидните копеподи и повечето други зоопланктонни групи (реснички, ротифери, кладоцерани) са в положителна корелация с първичната производителност на езерата. Изглежда обаче, че това не е вярно за каланоидните копеподи (Pace, 1986). Какви са характеристиките на каланоидите, които им позволяват да реагират различно от повечето други групи на вариациите в първичната производителност?

Екологичната генетика е друга област, която напредва бързо и е узряла за бъдещи изследвания. Наличието или отсъствието и времето на намаляване на хроматина варират при видовете и могат да бъдат полезни при дешифрирането на филогенетични и еволюционни връзки между таксоните (Einsle, 1996; Leech and Wyngaard, 1996; Dorward и Wyngaard, 1997). Малко се знае за ендогенния и екзогенния контрол на широкия спектър от вариации в характеристиките на историята на живота, наблюдавани за копеподите в различни системи или през различни сезони. Много интересни еволюционни въпроси могат да бъдат зададени относно времето и контрола на събитията от жизнената история на копеподите поради генетичната изолация на популациите и вариабилността на селективния натиск, действащ върху тези популации сред езерата. От особен интерес е неотдавнашната констатация, че яйцата в покой могат да допринесат значително за еволюцията и устойчивостта на популациите на копеподи за дълги периоди от време (Hairston et al., 1995; Hairston, 1996), като по този начин потенциално позволяват на копеподите да преживяват периоди на тесни места, свързани и с двете антропогенни и природни смущения.

Последните находки в Северна Америка на видове копеподи, свързани с подземните води, които са тясно свързани с евразийските форми (напр. Reid, 1998; Reid et al., 1999), хвърлят нова светлина върху биогеографските връзки и естеството на еволюцията при копеподите. Докато някои групи изглеждат изключително консервативни, очевидно са се разминали малко след континенталното разделяне преди Тетия, други видове еволюират по-бързо, за да се възползват от нови ниши като сенотите на полуостров Юкатан (Fiers et al., 1996) .

Екотоксикология: Биоакумулация ☆

Специфични за животните - биологични фактори

В допълнение към специфичните химични свойства, които влияят върху биоакумулациите, самите животни се различават по степента на натрупване на химично вещество. Някои от най-важните фактори, които се различават при животните и водят до разлики в биоакумулацията (и BAF), са съдържанието на липиди, екологията на храненето, използването на местообитанията, възпроизводството, възрастта, способността за биотрансформация, енергийното търсене.