Organismele criopelagice sunt organisme de origine vegetală și animală aparținând unei clase speciale de forme de viață morfologice și ecologice care trăiesc în pelagialul marin al regiunilor polare de pe suprafața subacvatică a gheții rapide sau în derivă sau în grosimea acesteia și sunt asociate cu această gheață prin ciclul lor de viață complet sau parțial . În Arctica și Antarctica, organismele criopelagice - alge , crustacee mici , meroplancton , pești , precum și bacterii , ciuperci , turbellariene și foraminifere - asociate cu gheața rapidă și gheață formează comunități speciale - biocenoze criopelagice [1] [2] [3] [4] [5] .
Definiția conceptului de organisme criopelagice, care diferă de alte organisme criopelagice prin condițiile de existență, a fost propusă pentru prima dată relativ recent - în 1967-1968 de către ihtiologul sovietic A.P.Andriyashev [6] [7] , care a rezumat lungul -observaţii pe termen lung ale numeroşilor biologi şi naturalişti. Etimologic, termenul „criopelagic” este un cuvânt compus format din două cuvinte grecești – greacă. κρύος (kryos) - rece, îngheț sau gheață și - πέλαγος (pelagos) - apă liberă.
Fenomenul comunităților criopelagice strâns asociate cu gheața este caracteristic Arcticului și Antarcticii, unde diverse grupuri și specii de organisme criopelagice trăiesc aproape constant în pragul înghețului apei la o temperatură constantă sub 0 °C. Eficiența ridicată a unor astfel de comunități polare se datorează condițiilor cele mai favorabile pentru fotosinteză la algele unicelulare nu în coloana de apă, umbrite de lumina soarelui de o coajă de gheață, ci direct pe suprafața subacvatică a gheții. Activitatea fotosintetică activă a algelor duce la reproducerea lor rapidă și, în consecință, la acumularea de biomasă a producției primare de alge, pe baza căreia se dezvoltă următoarea verigă - zooplancton , reprezentat de mici crustacee, în principal amfipode . Nativii comunităților criopelagice, algele și zooplanctonul, sunt în esență forme epibentice care se dezvoltă nu în pelagial în sine, ci pe suprafața gheții. În timp ce locuitorii temporari ai biocenozelor criopelagice - imigranți deosebiti, sunt stadii larvare pelagice ale animalelor bentonice tipice care alcătuiesc meroplanctonul criopelagic. Veriga finală a acestei biocenoze, hrănindu-se cu zooplancton, sunt adevărate organisme pelagice, reprezentate de pești criopelagici. Biocenoza criopelagică, la rândul ei, se închide pe cele mai înalte verigi ale lanțului trofic regional - păsările marine și mamiferele marine [1] [2] [3] [5] [8] [9] .
Suprafața subacvatică a gheții din Arctica și Antarctica este colonizată de sute de specii de alge unicelulare, care găsesc aici cele mai favorabile condiții de iluminare pentru existența lor. Culoarea noroioasă, maro, galbenă, aurie și galben-maronie a suprafeței inferioare a gheții rapide și a banului din regiunile polare, care este cel mai pronunțată în anotimpurile de primăvară și vară, se datorează în principal dezvoltării sezoniere intense a diatomeelor care locuiesc. crăpături, pori și caverne din interiorul masei de gheață spălate de apă. Un „film” gălbui similar se formează și pe pielea și blana mamiferelor marine. Această „colorare” artefactivă este vizibilă în special la balene ucigașe din Antarctica , în care petele albe de pe piele devin galben-maronie [10] .
În Arctica - în mările Chukchi și Siberia de Est , precum și în Marea Laptev , au fost găsite 136 de alge criopelagice care colonizează suprafața inferioară a gheții. Dintre acestea, cele mai multe, 121 de specii, sunt reprezentate de diatomee , iar 14 specii de dinoflagelate . Cele mai frecvente dintre diatomee sunt Nitzschia frigida , N. cylindrus , N. grunovi , Navicula pelagica și altele. Dintre algele criopelagice s-a remarcat și prezența speciilor alohtone de apă dulce și salmastre de alge epifite, a căror prezență în comunitățile marine se explică prin îndepărtarea gheții tinere de apă dulce de la gurile râurilor. [11] .
Când se compară producția primară asociată cu gheața în Arctica și Antarctica, a fost dezvăluit fenomenul de bipolaritate binomială, când rezultate biologice similare s-au format independent în condiții de mediu similare în diferite biote polare. De exemplu, specii din genurile Melosira , Pleurosigma , Nitschia , Amphiprora , Navicula , Fragilaria , Gomphonema au fost observate în murdăria cu gheață în Arctica și reprezentanți ai acelorași genuri Pleurosigma , Nitschia , Amphiprora și Fragilaria în Antarctica [2] .
Crustaceele care se hrănesc cu alge criopelagice formează a doua verigă a biocenozelor criopelagice. În ambele biote polare, acest grup este reprezentat de amfipode epibentice (situate direct pe suprafața gheții), în special hiperiide (de exemplu, Gammarus wilkitzkii în Arctica), precum și grupuri mai mici de copepode - Harpacticoida și Calanoida. Una dintre diferențele în compoziția comunităților criopelagice din Arctica și Antarctica este aceea că, în regiunea polară nordică, mizidele , în special Mysis polaris , au o contribuție semnificativă la comunitățile criopelagice, iar primăvara și vara în Antarctica - euphausianul pelagic subglaciar , în primul rând krill subglaciar ( Euphausia crystalloriphias ) și krill antarctic ( E. superba ) [2] [4] [9] [12] .
Reprezentanții meroplanctonului, spre deosebire de nativii faunei criopelagice autohtone , sunt, de regulă, locuitori temporari ai comunităților criopelagice, participând la viața lor doar în fazele de ou sau de larva pelagică. Meroplanctonul criopelagic include în principal larve de moluște bentonice , echinoderme , polihete și cnidari , precum și ouă pelagice și larve de pești pelagici [9] [13] . În Arctica, meroplanctonul de pește este reprezentat în principal de ouă și larve de cod polar ( Boreogadus saida ) și cod de gheață ( Arctogadus glacialis ), iar în Antarctica - de mari dimensiuni ( Pagothenia borchgrevinki ) și mici ( Pagothenia brachysoma ), precum și parțial de peștele de argint antarctic ( Pleuragramma antarcticum ) [2] [13] .
Reprezentanții autohtoni (nativi) ai biocenozelor criopelagice includ mai multe tipuri de pești epipelagici: în Arctica, acestea sunt codul polar și codul de gheață, care formează acumulări masive sub gheață, iar în Antarctica, unul dintre cei mai numeroși pești, mari și mici. scolii. Acești pești trăiesc aproape întotdeauna în asociere cu gheața. Mai mult decât atât, scobița mare este mai mult asociată cu zona neritică de apă puțin adâncă și, în consecință, cu gheața care se află pe uscat, în timp ce scobița mică este asociată în principal cu gheața în derivă. Aici, pe suprafața scufundată a gheții, scobii găsesc hrană, hrănindu-se cu zooplancton epibentic și pelagic, precum și adăposturi de prădători, de care peștii se ascund în crăpături și caverne în gheață poroasă. Peștii adulți se ascund în principal de focile Weddell , în timp ce tinerii se ascund de pinguini și petreli . Cu mult înainte de descoperirea fenomenului organismelor criopelagice, faimosul explorator polar și căpitan James Clark Ross a descris comportamentul sculpinilor ascunși sub gheață. Relativ recent, a fost rezolvată și o ghicitoare, al cărei răspuns nu a putut fi găsit de primii exploratori polari, care adesea au găsit doar părțile de coadă ale peștilor în stomacul focilor Weddell moarte. Acum este deja evident că focile care înoată în sus de dedesubt au mușcat părțile din spate ale sculpinelor, care nu au avut timp să se ascundă complet în gheață [2] .
Sciopul mic (Antarctica)
Saika (Arctica)
Peștii criopelagi au o serie de adaptări fiziologice pentru a trăi permanent în condiții dure de mediu în pragul apei înghețate. Asemenea adaptări, care au apărut în cursul a milioane de ani de evoluție, au fost studiate cel mai pe deplin în marele sculpin. Acest peste are cele mai mari concentratii de antigel naturali, reprezentate de glicoproteine , care impiedica cristalizarea fluidelor sangvine si tisulare la temperaturi scazute, ajungand uneori la -1,9 °C. În plus, au fost observate concentrații sanguine foarte mari de hemoglobină și hematocrit . Efectul de camuflaj și anti-umbră al acestui pește, care se află în mod constant în apropierea suprafeței gheții, este dat de prezența unui strat de iridofor care reflectă lumina situat între piele și mușchi și de prezența în ochi a unui argintiu special. stratul „startum argentum” între sclera și coroidă [14] [15] [16 ] [17] .