Трофическая экология ангольского холода.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 9933 (2023) Цитировать эту статью

1113 Доступов

20 Альтметрика

Подробности о метриках

В холодноводных коралловых рифах (CWC) на окраине Анголы (юго-восточная Атлантика) доминирует Desmophyllum pertusum, и они поддерживают разнообразное сообщество сопутствующей фауны, несмотря на гипоксические условия. В этом исследовании мы используем анализ стабильных изотопов углерода и азота (δ13C и δ15N), чтобы расшифровать трофическую сеть этой относительно неизвестной провинции CWC. Хотя на рифе доступен свежий фитодетрит, показатели δ15N указывают на то, что CWC (12,90 ± 1,00 ‰) находятся на два трофических уровня выше взвешенных твердых частиц (SPOM) (4,23 ± 1,64 ‰), что позволяет предположить, что CWC в значительной степени зависят от промежуточного источника пищи. это может быть зоопланктон. Иглокожие и полихета Eunice norvegica занимают одну и ту же трофическую гильдию, с высокими показателями δ13C (-14,00 ± 1,08 ‰), указывающими на хищническое пищевое поведение на CWC и губках, хотя детритное питание частицами, обогащенными 13C, также может быть важным для этой группы. У губок наблюдались самые высокие значения δ15N (20,20 ± 1,87 ‰), что может быть связано с ролью голобионта губки и бактериальной пищи в запуске интенсивных процессов круговорота азота в тканях губок, помогая справляться с гипоксическими условиями рифа. Наше исследование дает первые сведения для понимания трофических взаимодействий рифов CWC в условиях низкого содержания кислорода.

Холодноводные кораллы (CWC) — гетеротрофные книдарии с оппортунистическим поведением, питающимся взвесью1. В глубоководных водах, ограниченных пищевыми ресурсами, переработка углерода в рифах CWC выше по сравнению с другими прилегающими средами обитания2,3, а трофические взаимодействия являются одним из процессов, способствующих переносу и круговороту органического углерода между различными функциональными группами внутри рифа2. Гидродинамика с учетом топографии4,5,6,7 и вертикальные нисходящие потоки, переносящие поверхностные воды на глубину8, являются одними из механизмов, ответственных за усиленный транспорт органического углерода к рифам CWC, что способствует возникновению и распространению CWC9,10,11.

CWC Desmophyllum pertusum, также известный как Lophelia pertusa12, образует биогенные структуры трехмерной сложности13,14, представляющие собой модель экосистемной инженерии в глубоководных водах15. Что касается других структурных КВК, рифы D. pertusum увеличивают местное биоразнообразие ассоциированной фауны16,17,18,19,20 за счет (i) обеспечения сложной среды обитания с множеством экологических ниш в районах с усиленной гидродинамикой, способствующей увеличению запасов продовольствия21,22 и (ii) за счет локального снижения скорости потока и турбулентности в затененных центральных зонах рифа, улучшая захват пищи23,24 и расселение личинок23.

Процветающие рифы CWC, на которых доминирует D. pertusum25, с присутствием Madrepora oculata26, недавно были обнаружены на глубине от 331 до 473 м вдоль окраины Анголы (юго-восточная Атлантика), что совпадает с центром местной зоны минимума кислорода (OMZ). Открытие ангольских рифов D. pertusum поставило под сомнение некоторые ранее предполагаемые экологические требования к этому виду27,28, учитывая, что CWC были обнаружены при очень низких концентрациях кислорода (0,5–1,3 мл/л) и относительно высоких температурах (от 6,8 до 14,2 мл). °С)11,25,26. Несмотря на гипоксические условия, ангольские рифы CWC ​​процветают и являются местом обитания сообщества сопутствующей мега- и макрофауны, состоящей в основном из губок, октокораллов и антипатариев29,30. Большинство исследований трофической экологии CWC доступны для сообществ, обитающих в нормоксических условиях в Средиземном море31,32,33 и в северной части Атлантического океана34,35,36,37,38, при этом информация о других глубоководных регионах скудна. На сегодняшний день на недавно открытых рифах Анголы не проводилось трофических исследований.

Предыдущие работы показали, что D. pertusum является пассивным питателем суспензии, способным питаться различными источниками пищи, включая растворенные органические вещества (РОВ)39,40, твердые органические вещества (РОВ) в виде фитодетрита из поверхностной первичной продукции37,41. и зоопланктон31,34,42,43,44,45. На рифах ангольского ВКК высококачественное и обильное органическое вещество (ОВ), образующееся в результате продуктивной системы апвеллинга46, доступно бентическим сообществам11. Это обильное снабжение продовольствием может стать ключевым механизмом выживания КХО в рамках ангольской ОМЗ11,47,48,49. Недавнее исследование Гори и др.50 показало, что D. pertusum в Анголе может поддерживать высокую частоту дыхания при деоксигенации, что предполагает акклиматизацию и местную адаптацию вида к условиям окружающей среды рифов. Некоторые из предполагаемых адаптаций бентосных организмов к гипоксии могут включать изменения в размере и форме тела47,49, изменения в энергетических метаболических путях49,50, а также симбиотические ассоциации с бескислородными бактериями51,52,53. Насколько нам известно, влияние ОМЗ на трофическую экологию КВК и связанной с ними фауны пока не описано. Однако предыдущие исследования трофических сетей в ОМЗ показали важность микробно-опосредованных трофических процессов54,55 в доставке ОВ к донным организмам в условиях низкого содержания кислорода56, в частности, за счет роли нитрифицирующих и денитрифицирующих бактерий55,57. Таким образом, исследование трофических взаимодействий в ангольских рифах CWC может дать новое понимание источников пищи, доступных этим сообществам, а также того, как трофические сети рифов CWC в OMZ могут отличаться от сетей в более насыщенных кислородом регионах.