Recifele de corali sunt structuri geologice organogenice calcaroase formate din polipi de corali coloniali (în principal corali madreporoși ) și unele tipuri de alge care pot extrage var din apa de mare (" biohermi "). S-a format în ape puțin adânci din mările tropicale. La începutul anilor 1980, suprafața totală a recifelor de corali era de aproximativ 600 de mii de km², până în 2000 a scăzut la aproximativ 250 de mii de km² (0,07% din suprafața Oceanului Mondial) [1] . Principalele masive de recif sunt situate în mările din Asia de Sud-Est (45% din suprafața recifului mondial), aproximativ 14% în Atlantic , 17% în Oceanul Indian , 18% în Pacific și 6% în Marea Roșie [2]. ] . Odată cu încălzirea globală de 2°C, aproape toate recifele (>99 la sută) vor fi pierdute [3] .
Recifele de corali se formează cel mai bine la o adâncime de până la 50 m, în apă limpede, cu salinitate normală, cu o temperatură de cel puțin +20 ° C, bogată în gaze dizolvate și plancton. La o adâncime de penetrare a razelor solare (până la 185 m), există o ușoară dezvoltare a coralilor de recif. Curenții reci împiedică răspândirea recifelor în apele tropicale și subtropicale de mică adâncime [4] .
Recifele de corali de mică adâncime, denumite uneori „păduri tropicale marine” sau „grădini subacvatice” [5] , formează unul dintre cele mai diverse ecosisteme de pe Pământ. Ocupând mai puțin de 0,1% din suprafața Oceanului Mondial , egal cu aproximativ jumătate din suprafața Franței , găzduiesc cel puțin 25% din toate speciile marine [6] [7] [8] [9] , inclusiv pești, moluște , viermi , crustacee , echinoderme , bureți , tunicate și alte celenterate [10] . În mod paradoxal, recifele de corali prosperă în ciuda faptului că sunt înconjurate de ape oceanice relativ sărace în nutrienți. Cel mai adesea, recifele de corali se găsesc în apele tropicale puțin adânci, dar coralii există și la adâncimi reci, deși la o scară mult mai mică [9] .
Recifele de corali oferă un ecosistem pentru turism, pescuit și protecția coastelor. Valoarea economică globală anuală a recifelor de corali este estimată la 29,8–375 miliarde USD [11] [12] . Crestele de recif rezistente la valuri protejează țărmurile de acțiunea distructivă a valurilor mării și previn eroziunea [1] . Cu toate acestea, acestea sunt formațiuni foarte fragile, deoarece sunt sensibile la condițiile de mediu, în special la temperatură. Sunt amenințați de schimbările climatice , acidificarea oceanelor , pescuitul cu dinamită , pescuitul cu cianuri pentru acvarii , protecție solară [13] , supraexploatarea resurselor biologice, spălarea terenurilor agricole care încurajează creșterea algelor și poluarea mediului [14] [15] [16] .
Una dintre cele mai frecvente și mai puțin cercetate probleme ale recifelor de corali este albirea acestora. Coralii deteriorați sunt evacuați de zooxanthellae ( alge simbiotice ), care le conferă culorile lor strălucitoare. Ca urmare, pe colonii se formează zone albicioase. Aceste zone, însă, nu sunt complet lipsite de alge. În unele cazuri, este posibilă recuperarea parțială sau apariția unor noi specii de zooxantele. S-a stabilit, totuși, că coloniile decolorate nu cresc și sunt mai ușor distruse de activitatea valurilor.
Majoritatea recifelor de corali pe care le vedem astăzi s-au format după epoca glaciară , când topirea gheții a determinat creșterea nivelului mării și scufundarea platformei continentale . Aceasta înseamnă că vârsta lor nu depășește 10.000 de ani. După ce s-au așezat pe raft, coloniile au început să crească și au ajuns la suprafața mării. Recifele de corali se găsesc, de asemenea, departe de platforma continentală în jurul insulelor și sub formă de atoli. Majoritatea acestor insule sunt de origine vulcanică. Rare excepții au apărut ca urmare a deplasărilor tectonice. În 1842, Charles Darwin , în prima sa monografie „The Structure and Distribution of Coral Reefs” [17] , a formulat teoria subsidenței explicând formarea atolilor prin creșterea și subsidența a scoarței terestre sub oceanele [18] . Conform acestei teorii, procesul de formare a atolului trece prin trei etape succesive. În primul rând, după atenuarea vulcanului și afundarea fundului , se dezvoltă un recif marginal în jurul insulei vulcanice formate . Pe măsură ce dispare în continuare, reciful devine o barieră și în cele din urmă se dezvoltă într- un atol .
Conform teoriei lui Darwin, apare pentru prima dată o insulă vulcanică
Pe măsură ce fundul se reduce, se formează un recif marginal în jurul insulei, adesea cu o lagună intermediară puțin adâncă.
În timpul tasării recifului marginal crește și devine un mare recif de barieră cu o lagună mai mare și mai adâncă.
În cele din urmă, insula dispare sub apă, iar reciful de barieră se transformă într-un atol care înconjoară o lagună deschisă.
Conform teoriei lui Darwin, polipii de corali prosperă numai în mările tropicale limpezi ale tropicelor, unde apa este amestecată activ, dar pot exista doar într-o gamă limitată de adâncimi, începând chiar sub valul joase . Acolo unde nivelul terenului subiacent permite, coralii cresc în jurul coastei, formând recife de țărm , care pot deveni în cele din urmă un recif de barieră .
Darwin a prezis că sub fiecare lagună ar trebui să existe o bază de piatră, care este rămășițele unui vulcan primar. Forajele ulterioare i-au confirmat ipotezele. În 1840, pe atolul Khao ( Insulele Tuamotu ), au fost găsiți doar corali folosind un burghiu primitiv la o adâncime de 14 m. În 1896-1898, când încerca să foreze o sondă la baza atolului Funafuti ( Insulele Tuvalu ), forajul s-a scufundat la o adâncime de 340 m într-un strat omogen de calcare de corali. O gaură adâncă de 432 m de pe atolul Kito Daito Shima ( Insulele Ryukyu ) înălțat nu a reușit, de asemenea, să ajungă la roca de bază a atolului. În 1947, în Bikini a fost forată o sondă adâncă de 779 m , ajungând în zăcămintele Miocenului timpuriu , vechi de aproximativ 25 de milioane de ani [4] . În 1951, două foraje, la 1266 și 1389 m adâncime, de pe atolul Eniwetok ( Insulele Marshall ) au pătruns în calcarul eocen vechi de aproximativ 50 de milioane de ani și au ajuns la bazaltele rocii de origine vulcanică. Aceste descoperiri mărturisesc geneza vulcanică a bazei atolului [19] .
Acolo unde fundul se ridică, recifele de coastă pot crește de-a lungul coastei, dar când se ridică deasupra nivelului mării, coralii mor și devin calcar . Dacă pământul se așează încet, rata de creștere a recifelor marginale deasupra coralilor vechi, morți, este suficientă pentru a forma o barieră de recif care înconjoară laguna între corali și pământ. Coborârea în continuare a fundului oceanului duce la faptul că insula este complet ascunsă sub apă și doar un inel de recif, atolul, rămâne la suprafață [21] . Recifele și atolii de barieră nu formează întotdeauna un inel închis, uneori furtunile sparg zidurile. Creșterea rapidă a nivelului mării și tasarea fundului pot suprima creșterea coralilor, cauzând moartea polipilor de corali și moartea recifului [22] . Coralii care trăiesc în simbioză cu zooxanthellae pot muri din cauza faptului că suficientă lumină încetează să pătrundă în adâncuri pentru fotosinteza simbioților lor [23] .
Dacă fundul mării de sub atol se ridică, va apărea un atol insular. Bariera de recif inelară va deveni o insulă cu mai multe pasaje de mică adâncime. Pe măsură ce fundul se ridică și mai mult, pasajele se vor usca și laguna se va transforma într-un lac relict [21] .
Rata de creștere a coralilor depinde de specie și variază de la câțiva milimetri până la 10 cm pe an [24] , deși în condiții favorabile poate ajunge la 25 cm ( acropora ) [1] .
Primii corali de pe Pământ au apărut în urmă cu aproximativ 450 de milioane de ani. Tabelele acum dispărute , împreună cu bureții stromatoporide , au format baza structurilor de recif. Mai târziu (acum 416 ~ 416-359 milioane de ani) au apărut coralii rugosa cu patru vârfuri, zona recifului a atins sute de kilometri pătrați. Primii corali care trăiesc în simbioză cu algele au apărut în urmă cu 246-229 de milioane de ani, iar în epoca cenozoică (acum aproximativ 50 de milioane de ani) au apărut corali pietroși care există și astăzi [1] .
În timpul existenței coralilor, clima s-a schimbat, nivelul Oceanului Mondial a crescut și a scăzut. Ultima scădere puternică a nivelului oceanului a avut loc acum 25-16 mii de ani. Cu aproximativ 16 mii de ani în urmă, topirea ghețarilor a dus la creșterea nivelului oceanului, care a atins nivelul actual în urmă cu aproximativ 6 mii de ani [1] .
Pentru apariția biocenozei coralilor, este necesară o combinație a unui număr de condiții asociate cu temperatură, salinitate, iluminare și o serie de alți factori abiotici. Coralii hermatipici sunt foarte stenobiotici (incapacitatea de a suporta abateri semnificative de la condițiile optime) [25] . Adâncimea optimă pentru creșterea recifului de corali este de 10-20 de metri. Limitarea adâncimii nu se datorează presiunii, ci scăderii luminii.
Toți coralii hermatipici sunt termofili. Majoritatea recifelor de corali sunt situate în zona în care temperatura celei mai reci luni a anului nu scade sub +18 °C. Totuși, reproducerea sexuală este imposibilă la această temperatură, iar reproducerea vegetativă încetinește [25] . De regulă, o scădere a temperaturii sub +18 ° C provoacă moartea coralilor care construiesc recife . Apariția de noi colonii este limitată la acele zone în care temperatura nu scade sub +20,5 °C, aparent aceasta este limita inferioară de temperatură pentru oogeneză și spermatogeneză la coralii hermatipici. Limita superioară de existență depășește +30 °C. La mareele joase în lagunele de mică adâncime ale regiunilor ecuatoriale, unde se observă cea mai mare diversitate de forme și densitate de creștere a coralilor, temperatura apei poate ajunge la +35 °C. Temperatura în organismele care formează recifurile rămâne stabilă pe tot parcursul anului, fluctuațiile anuale în apropierea ecuatorului sunt de 1–2 °C, iar la tropice nu depășesc 6 °C [26] .
Salinitatea medie pe suprafața Oceanului Mondial în zona tropicală este de aproximativ 35,18 ‰. Limita inferioară de salinitate la care este posibilă formarea recifelor de corali este de 30–31 ‰ [27] . Aceasta explică absența coralilor madrepori în estuarele râurilor mari. Absența coralilor de-a lungul coastei atlantice a Americii de Sud se explică tocmai prin desalinizarea apei de mare din cauza Amazonului. Cu toate acestea, în 2016, a fost anunțată descoperirea unui vast sistem de recif la gura Amazonului . Salinitatea apelor de suprafață, pe lângă scurgerea continentală, este influențată de precipitații. Uneori ploile prelungite care scad salinitatea apei pot provoca moartea în masă a polipilor [28] . Gama de salinitate potrivită pentru viața recifelor de corali este destul de largă: o varietate de corali sunt răspândite atât în mările interioare mici, cu salinitate scăzută (30–31 ‰), spălând arhipelagurile Sunda și Filipine ( Celebes , Javanese , Banda , Bali , Flores , Sulu ) și în Marea Chinei de Sud , și în Marea Roșie , unde salinitatea ajunge la 40‰ [27] .
Majoritatea organismelor care construiesc recifurile au nevoie de lumina soarelui pentru a trăi. Procesele fiziologice și biochimice în timpul cărora se extrage varul din apa de mare și se formează scheletul coralilor hermatipici sunt asociate cu fotosinteza și se desfășoară cu mai mult succes în lumină. În țesuturile lor există simbioți de alge unicelulare, simbiodinii, care îndeplinesc funcțiile organelor fotosintetice. În gama recifelor de corali, lungimea zilei nu se modifică semnificativ în timpul anului: ziua este aproape egală cu noaptea, iar amurgul este scurt. Este senin cea mai mare parte a anului în jurul ecuatorului, la tropice numărul de zile înnorate nu este mai mare de 70. Radiația solară totală aici este de cel puțin 140 de kilocalorii pe 1 cm² pe an. Probabil, coralii au nevoie de lumina directă a soarelui: pe zonele umbrite ale recifului, așezările lor sunt rare. Coloniile nu sunt dispuse vertical una peste alta, ci sunt distribuite orizontal. Unii corali non-fotosintetici, cum ar fi tubastreans roșu aprins și hidrocoralii distichopora violet , nu sunt coloana vertebrală a unui recif. Pe măsură ce adâncimea crește, iluminarea scade rapid. Cea mai mare densitate a așezărilor de corali se observă în intervalul 15–25 m [29] .
La tropice, solubilitatea gazelor în apă este de 1,5-2 ori mai mică decât în regiunea polară. Conținutul de oxigen din apa de mare în regiunea ecuatorială este de 4,5–5 ml/l, iar în zona tropicală nu mai mult de 6 ml/l. Fitoplanctonul este slab dezvoltat aici, astfel încât apa de la suprafață nu este îmbogățită cu oxigen din cauza fotosintezei. În lagune se observă în special foamete acută de oxigen. Algele coraline cresc din abundență pe suprafața coralilor , formând o crustă calcaroasă puternică. Algele sunt cele mai numeroase în locurile unde acțiunea valurilor este cea mai puternică, iar apa este saturată maxim cu gaze dizolvate. Coralii și algele cresc cel mai bine pe marginile recifului și pe versanții acestuia. Cea mai puternică creștere a coralilor hermatipici este observată pe marginea superioară a părții de surf. Apa proaspătă curată, saturată cu oxigen și bogată în plancton, asigură respirația și hrănirea polipilor [2] .
Majoritatea recifelor se formează pe o bază fixă. Coralii nu se dezvoltă pe pietre și blocuri calcaroase separate. Coralii care trăiesc pe creste cu turbulențe mari nu pot tolera colmatarea. În timp ce pe recifele marginale din zona dintre creastă și țărm există zone cu fundul noroios, unde se dezvoltă propria lor faună de corali . Coralii mari de ciuperci cresc pe substrat liber, a cărui bază largă îi împiedică să se scufunde în nămol. O serie de corali ramificați ( akropora kuelcha , psammokora , porite negricioase ), care se așează în lagunele colmatate, prind rădăcini cu ajutorul excrescentelor. Pe solurile nisipoase, coralii nu formează așezări, deoarece nisipurile sunt mobile [30] .
Conform relației moderne cu nivelul mării, recifele sunt împărțite în:
1) nivel, ajungând la suprafața superioară a zonei de maree sau matur, având atins înălțimea maximă posibilă pentru existența unor constructori de recif (germatipuri) la un nivel dat al mării [31] ;
2) înălțat - localizați mai sus, coralii hermatipici sunt clar definiți în structura sa deasupra limitei superioare a existenței lor [32] ;
3) scufundat - fie mort, din cauza tasării tectonice, scufundat la o adâncime în care organismele care formează recifurile nu pot exista, fie vii, situat sub marginea apei, cu vârful care nu se usucă în timpul valului scăzut [33] [34] .
În raport cu linia de coastă, recifele sunt împărțite în:
Ecosistemul recifului de corali este împărțit în zone care reprezintă diferite tipuri de habitat. De obicei, există mai multe zone: lagună, recif plat, versant interior și recif exterior (rocă de recif) [36] . Toate zonele sunt interconectate ecologic. Viața recifului și procesele oceanice creează oportunități pentru amestecarea constantă a apei, sedimentelor, nutrienților și organismelor.
Versantul exterior este orientat spre marea deschisă, este compus din calcar de corali, acoperit cu corali vii și alge. Constă de obicei dintr-o platformă înclinată în partea inferioară și o zonă superioară de pinteni și goluri [37] sau pinteni și canale [38] . Panta exterior este încununată de o creastă care se ridică deasupra nivelului mării, iar în spatele ei se întinde o câmpie calcaroasă relativ plată - un plat de recif. Creasta este locul celei mai active creșteri de corali. Plata de recif este împărțită în zonă de acumulare exterioară, interioară și bloc sau metereze (arbore solid din blocuri cimentate cu rigole). Panta interioară a recifului trece în fundul lagunei, unde se acumulează nisip și nămol de corali și halim și se formează recife intralagunare [37] .
Coralii vii sunt colonii de polipi cu un schelet calcaros . De obicei, acestea sunt organisme minuscule, cu toate acestea, unele specii ajung la 30 cm în diametru. Colonia de corali este formată din numeroși polipi legați de corpul comun al coloniei prin capetele lor inferioare. Polipii coloniali nu au talpă [39] .
Polipii care formează recifurile trăiesc exclusiv în zona eufotică la o adâncime de până la 50 m. Polipii înșiși nu sunt capabili de fotosinteză, dar trăiesc în simbioză cu algele simbiodinium . Aceste alge trăiesc în țesuturile polipului și produc substanțe nutritive organice. Datorită simbiozei, coralii cresc mult mai repede în apa limpede, unde pătrunde mai multă lumină. Fără alge, creșterea ar fi prea lentă pentru a se forma recife mari de corali. Până la 90% din coralii de hrană primesc datorită simbiozei [40] . În plus, se crede că oxigenul conținut în apele din jurul Marii Bariere de Corali nu este suficient pentru respirația polipilor, prin urmare, fără alge producătoare de oxigen, majoritatea coralilor ar muri din lipsă de oxigen [41] . Producția de fotosinteză pe recifele de corali ajunge la 5–20 g/cm² pe zi, ceea ce este de aproape 2 ori mai mare decât volumul producției primare de fitoplancton din apele din jur [36] .
Recifele cresc din cauza depunerii de schelete calcaroase de polipi. Valurile și animalele care mănâncă polipi ( bureți , pești papagal , arici de mare ) descompun structura calcaroasă a recifului, care se depune în jurul recifului și pe fundul lagunei sub formă de nisip. Multe alte organisme de recif contribuie la depunerea de carbonat de calciu în același mod [42] . Algele coraline întăresc coralii formând o crustă calcaroasă la suprafață.
În general, coralii duri care formează un recif pot fi împărțiți în corali fragili ramificați (corali Madrepore) și corali masivi, stâncoși (corali creier și mendrin). Coralii ramificați tind să se găsească pe funduri puțin adânci și nivelate. Vin în albastru, lavandă, violet, roșu, roz, verde deschis și galben. Uneori, vârfurile au o culoare contrastantă, de exemplu, ramuri verzi cu vârfuri mov.
Coralii cerebrali pot ajunge la peste 4 metri în diametru. Trăiesc la adâncimi mai mari decât cele ramificate. Suprafața coralilor creierului este acoperită cu crăpături sinuoase. Culoarea este dominată de maro, uneori combinat cu verde. Poriții denși formează un fel de bol, a cărui bază este formată din corali morți, iar coralii vii sunt localizați la margini. Marginile cresc, crescând diametrul vasului, care poate ajunge la 8 m. Coloniile poroase vii sunt vopsite într-o culoare violet pal, tentaculele polipilor sunt de culoare gri-verzuie.
În partea de jos a golfurilor, se găsesc uneori corali ciuperci individuali. Partea lor plată inferioară se potrivește perfect în partea inferioară, iar cea superioară este formată din plăci verticale care converg în centrul cercului. Coralul ciuperci, spre deosebire de coralii duri ramificați și masivi, care sunt colonii, este un organism viu independent. Doar un polip trăiește în fiecare astfel de coral, ale căror tentacule ating o lungime de 7,5 cm Coralii ciuperci sunt vopsiți în culori verzui și maro. Colorația se păstrează chiar și atunci când polipul retrage tentaculele [41] .
Acropora cervicornis
Meandrina meandrite
Biocenoza marii majorități a recifelor de corali se bazează pe corali madrepori cu șase raze ( Acroporidae , Рoritidae , Pocilloporidae , Faviidae , etc.), corali cu opt raze ( Tubiporidae , Helioporidae ) , hidrocorali Milliporidae și alge [ Lithoporidae , Porolithophyllum ; 37] . Recifele dominate de alge, bureți și corali moi sunt în curs de dezvoltare [43] .
Recifele de corali formează unul dintre cele mai importante ecosisteme din oceanele lumii . Se caracterizează printr-o productivitate extrem de ridicată. Producția fotosintetică autotrofă a ecosistemului de recif variază între 50-300 g de biomasă brută la 1 m2 pe zi. Spre deosebire de alte comunități oceanice extrem de productive, ecosistemul recifului rămâne neschimbat pe tot parcursul anului. Structura spațială tridimensională a recifelor asigură o producție primară ridicată, care, la rândul său, furnizează energie comunităților dense de heterotrofe ( bentos , zooplancton și pești). Până la 9% din totalul stocurilor mondiale de pești sunt concentrate în zona recifului de corali. În plus, servește ca loc pentru depunerea icrelor și maturarea puilor multor pești pelagici [2] .
Recifele marginale sub marea joasă beneficiază de interacțiunile cu mangrovele și paturile de iarbă de mare deasupra valului joase din zona intermediară. Recifele protejează mangrovele și algele de curenții puternici de maree și valurile care pot eroda solul în care sunt înrădăcinate, iar acestea din urmă, la rândul lor, previn colmatarea, scurgerea abundentă de apă dulce și poluarea. Mulți locuitori ai recifului de corali se hrănesc cu alge și găsesc adăpost și condiții de reproducere pe recif [44] .
Reciful găzduiește o varietate de pești, păsări de mare , bureți , cnidari , viermi , crustacee , moluște , echinoderme , țestoase de mare , broaște țestoase și șerpi . Cu excepția oamenilor și a delfinilor, mamiferele vizitează rar recifele [6] . Biomasa recifului este direct legată de biodiversitate [45] .
Locuitorii nocturni și diurni ai recifului sunt foarte diferiți unul de celălalt: aceleași adăposturi pot fi stabilite în mod regulat de specii diferite în momente diferite ale zilei.
Unii locuitori ai recifelor de corali furnizează omului cele mai valoroase medicamente. Deci, un extract din ascidie este utilizat pe scară largă în lupta împotriva infecțiilor virale, iar un medicament pentru tratamentul cancerului de piele este fabricat dintr-o substanță care protejează polipii de soare.
Recifele de corali din Marea Roșie, Caraibe și coasta de nord-est a Australiei au fost de multă vreme o mecca turistică și o sursă de venit pentru populația locală.
Dicționare și enciclopedii |
|
---|---|
În cataloagele bibliografice |
|