Китовые фекалии - Whale feces

«Китовый насос» - роль китов в переработке питательных веществ в океанах.

Китовые фекалии, то экскременты из киты, играет важную роль в экология из океаны,[1] а китов называют «инженерами морских экосистем». Азот, выделяемый видами китообразных и хелат железа является значительным преимуществом для морских пищевая цепочка в дополнение к улавливанию углерода в течение длительного времени. Китовые фекалии могут дать информацию о ряде аспектов здоровья, естественного происхождения и экологии животного или группы животных, поскольку они содержат ДНК, гормоны, токсины и другие химические вещества.

Помимо фекалий, пищеварительная система кашалотов производит амбра, твердое, воскообразное, легковоспламеняющееся вещество тускло-серого или черноватого цвета, которое можно найти плавающим в море или выброшенным на берег.[2]

Описание

Часть серии о
Цикл углерода
Формы органического вещества. Webp
Угольные насосы

Киты выделяют шлейфы жидких фекалий, которые хлопьевидный в природе, т.е., состоящий из «рыхлой совокупности частиц, пушистых или пушистых по своей природе».[1][3] Фекалии могут содержать непереваренные твердые предметы, такие как клювы кальмары.[4] Фекалии могут выбрасываться под воду, но выходят на поверхность и плавают, пока не рассоединятся.[1] Метеоризм зарегистрирован у китов.[4]Кал китов, питающихся крилем, имеет красный цвет, потому что криль богат железом.[4]

Экологическое значение

Киты переносят через фекалии больше азота, чем все реки в этой системе вместе взятые.

— Бриана Абрамс[5]

Китообразные - важный источник азот. Исследование в Залив Мэн экстраполировано из современных уровней рециркуляции азота в море из-за морские млекопитающие, Такие как китообразные и уплотнения, до появления коммерческой выбраковки, оценка прежнего уровня в три раза выше, чем предложение азот, фиксированный из атмосферы. Даже сегодня, несмотря на сокращение популяций морских млекопитающих и увеличение поглощения азота из атмосферы и загрязнение азотом, локальные скопления морских млекопитающих играют важную роль в поддержании продуктивности в регионах, которые они часто посещают.[6] Обогащение заключается не только в первичной продуктивности, но и во вторичной продуктивности в виде численности популяций рыб.[1]

Исследование предполагает, что киты, как правило, испражняются чаще в верхней части толщи воды, которую они часто посещают, чтобы дышать; кроме того, кал имеет свойство плавать. Киты питаются на более глубоких уровнях океана, где водится криль.[6] Фекальное действие китов, таким образом, полностью изменяет обычный поток питательных веществ океана.биологический насос "из-за нисходящего потока"морской снег " и другие детрит от поверхности до дна. Это явление получило название «китовый насос».[1]

Исследование в заливе Мэн также показало, что представление о китах и ​​других морских млекопитающих как о конкурентах для рыбной ловли, поддерживаемое некоторыми странами, неверно, поскольку киты играют жизненно важную роль в поддержании продуктивности фитопланктона и, следовательно, рыбы. Уничтожение популяций морских млекопитающих ставит под угрозу снабжение питательными веществами и продуктивность рыболовных угодий.[1]

Кроме того, фекалии крильоядных китов богаты утюг.[4] Выделение железа из китовых фекалий способствует росту фитопланктон в море,[4] что приносит пользу не только морской пищевая цепочка, но также задерживает углерод в течение длительных периодов времени.[4] Когда фитопланктон, который не потребляется в течение своей жизни, погибает, он опускается через эвфотическая зона и располагается в морских глубинах. Фитопланктон улавливает около 2 миллиардов тонн углекислого газа в океан каждый год, в результате чего океан становится стоком углекислого газа, в котором, по оценкам, находится 90% всего улавливаемого углерода.[7] Южный океан является одним из крупнейших ареалов фитопланктона и отличается тем, что он богат питательными веществами с точки зрения фосфатов, нитратов и силикатов, но в то же время страдает дефицитом железа.[8] Повышение содержания питательного железа приводит к цветению фитопланктона. Китовые фекалии до 10 миллионов раз богаче железом, чем окружающая морская вода, и играют жизненно важную роль в обеспечении железа, необходимого для поддержания биомассы фитопланктона на Земле.[8] Железная дефекация только для 12000 человек кашалот Население Южного океана улавливает 200 000 тонн атмосферного углерода в год.[8]

Исследование Южного океана показало, что киты не только рециркулируют концентрацию железа, жизненно важную для фитопланктона, но также формируют, наряду с крилем, основным источником секвестрированного железа в океане, до 24% железа, содержащегося в поверхностных водах южных районов. Океан. Киты являются частью контура положительной обратной связи, и, если популяциям китов будет позволено восстановиться в Южном океане, повысится продуктивность фитопланктона, поскольку через систему рециркулирует большее количество железа.[9]

Соответственно, китов называют «инженерами морских экосистем».[10]

Исследование, проведенное в Фернандо де Норонья Архипелаг юго-запада Атлантический океан, показал фекалии и рвоту Дельфины-спиннеры (Stenella longirostris) составляли часть рациона двенадцати видов рифовых рыб из семи разных семейств. Самым плодовитым потребителем был черный дургон (Мелихтис нигер), которые могли даже различать позы, которые дельфины принимали перед мочеиспусканием, и располагались для эффективного кормления. Все эти виды рыб, питающихся субпродуктами, зарегистрированы как поедатели планктона, и считается, что этот тип питания может означать изменение их обычного рациона, то есть дрейфующий планктон.[11]

Киты, наряду с другими крупными животными, играют важную роль в переносе питательных веществ в глобальных экологических циклах. Сокращение популяции китов и других крупных животных серьезно повлияло на эффективность насосных механизмов, которые транспортируют питательные вещества из морских глубин на континентальные шельфы.[12]

Китовые фекалии как индикаторы здоровья и экологии

Выбросы азота китообразными[6]
РазновидностьАзот выводится из организма
(кг / сутки)
Усатые киты
Кит15.9
Горбатый кит9.42
Плавник кита15.0
Сэй кит8.32
Малый полосатик кит2.94
Зубчатые киты
Кит-пилот0.036
Атлантический белобокий дельфин0.15
Обыкновенный дельфин0.09
Морская свинья0.05

Фекалии китов содержат ДНК, гормоны, токсины и другие химические вещества, которые могут дать информацию по ряду аспектов здоровья, естественного происхождения и экологии соответствующего животного. Фекалии также предоставили информацию о бактериях, присутствующих в желудочно-кишечном тракте китов и дельфинов.

Показатель состава диеты

Использовано исследование 2016 г. анализ кала диких косаток, проведших летний сезон в Салишское море, для количественной оценки видов добычи. Анализ соответствовал более ранним оценкам, основанным на останках наземных жертв. Исследование показало, что лососевые составляют более 98,6% идентифицированных генетических последовательностей с Чинук и кижуч виды как наиболее важные виды добычи.[13]

Как индикатор убыли населения

Опубликованное в 2012 году исследование о воздействии перелова и морского судоходства на дикую популяцию южных косаток на западном побережье Северной Америки было основано на химическом анализе образцов фекалий косаток. Исследование было направлено на выяснение причин сокращения косаток, для которых были выдвинуты три гипотезы: беспокойство на лодках и кораблях, нехватка пищи и долгосрочное воздействие токсинов, которые накапливаются в китовом жире, а именно ДДТ, ПБДТ и ПХБ.[14]

Образцы фекалий косатки были обнаружены с помощью обученной собаки-корректировщика, черного Лабрадор ретривер, по имени "Такер", от фирмы Сохранение собак. Собака могла обнаружить свежий помет косаток, плывя в лодке на 200–400 метров (от 660 до 1310 футов) за стайкой косаток. Собранные образцы фекалий были проверены на наличие и количество ДНК, а также стресс, питание и репродуктивная гормоны, и токсины, такие как PBDE, Печатная плата, и ДДТ сородичи.[15]

Образцы фекалий были проанализированы с течением времени и были связаны с плотностью рыб в лодках с течением времени и количеством чавычи реки Фрейзер, основного компонента рациона косаток в этих регионах. Плотность в лодке и численность лосося во времени оценивались независимо.[15] Глюкокортикоиды у косаток поднимаются, когда животное сталкивается с психологическим напряжением или голодом. Исследование показало, что добыча максимальна в августе, когда наибольшее количество лодок. И наоборот, доступность лосося была минимальной поздней осенью, когда уровень судоходства был также минимальным. Уровни глюкокортикоидов были самыми высокими осенью, когда была нехватка добычи, и максимальными в августе, в разгар доступности пищи.[15]

по аналогии гормоны щитовидной железы связаны со стрессом, связанным с питанием, позволяя животным снизить уровень метаболизма, чтобы лучше сохранить истощающееся питание. Южные косатки прибывают в исследуемый район весной после того, как поели лососей с раннего весеннего нереста в других реках, когда у них самый высокий уровень гормонов щитовидной железы. Уровни гормонов снижаются, когда животные прибывают в исследуемый район, выходят на плато во время доступности рыбы и далее снижаются в период дефицита питательных веществ.[15] На момент публикации исследования анализ токсинов продолжался. На данный момент обнаружено, что присутствие конгенеров трех токсинов в китовых фекалиях пропорционально уровням этих химических веществ, измеренным в образцах плоти косатки во время биопсии. Результаты показывают, что восстановление численности и качества доступной добычи является важной первой мерой для восстановления популяций косаток в исследуемой области.[15]

Индикатор биоразнообразия

Анализ кала двух видов дельфинов и одного кита привел к открытию нового вида Helicobacter, а именно Helicobacter cetorum, бактерии связаны с клиническими симптомами и гастрит у китообразных.[16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Браун, Джошуа Э. (12 октября 2010 г.). «Китовые фекалии укрепляют океан». Science Daily. Получено 18 августа 2014.
  2. ^ "Амбра". Британская энциклопедия (онлайн). Получено 11 апреля 2019.
  3. ^ Кейм, Брэндон (9 августа 2012 г.). "Скрытая сила китового корма". Проводной. Получено 21 августа 2014.
  4. ^ а б c d е ж Робинсон, Сара (12 декабря 2012 г.). "Все какают - даже киты". DiscoveryNews. Получено 21 августа 2014.
  5. ^ Абрамс, Бриана (1 июня 2012 г.). «Важность китовых фекалий: интервью с Джо Романом». Сохранение связей. Получено 14 апреля 2015.
  6. ^ а б c Роман, Дж. И Маккарти, Дж. Дж. (2010). «Китовый насос: морские млекопитающие повышают первичную продуктивность в прибрежном бассейне». PLOS ONE. 5 (10): e13255. Bibcode:2010PLoSO ... 513255R. Дои:10.1371 / journal.pone.0013255. ЧВК  2952594. PMID  20949007. e13255.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  7. ^ Кэмпбелл, Майк (22 июня 2011 г.). «Роль морского планктона в связывании углерода». EarthTimes. Получено 22 августа 2014.
  8. ^ а б c Ратнараджа, Лавения; Боуи, Эндрю и Ходжсон-Джонсон, Инди (11 августа 2014 г.). «Дно вверху: как китовые фекалии помогают кормить океан». Уведомление о науке. Получено 22 августа 2014.
  9. ^ Николь, Стивен; Боуи, Эндрю; Джарман, Саймон; Ланнузель, Дельфина; Майнерс, Клаус М и Ван Дер Мерве, Пирс (июнь 2010 г.). «Удобрение железа в Южном океане усатыми китами и антарктическим крилем». Рыба и рыболовство. 11 (2): 203–209. Дои:10.1111 / j.1467-2979.2010.00356.x.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  10. ^ Роман, Джо; Эстес, Джеймс А .; Мориссетт, Лайн; Смит, Крейг; Коста, Даниэль; Маккарти, Джеймс; Nation, J.B .; Николь, Стивен; Першинг, Эндрю и Сметачек, Виктор (2014). «Киты как инженеры морских экосистем». Границы экологии и окружающей среды. 12 (7): 377–385. Дои:10.1890/130220.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  11. ^ Сазима, Иван; Сазима, Кристина и Сильва, Хосе Мартинс (2003). «Связь с субпродуктами китообразных: фекалии и рвоты дельфинов-спиннеров как источник пищи для рифовых рыб». Бюллетень морской науки (Абстрактные). Майами. 72 (1). Получено 26 апреля 2015.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  12. ^ Кристофер Э. Даути, Джо Роман, Сорен Форби, Адам Вульф, Алифа Хак, Элизабет С. Баккер, Ядвиндер Малхи, Джон Б. Даннинг младший и Йенс-Кристиан Свеннинг. Глобальный перенос питательных веществ в мире гигантов. PNAS, 26 октября 2015 г. DOI: 10.1073 / pnas.1502549112
  13. ^ Крокер, Дэниел Э; Форд, Майкл Дж .; Хемпельманн, Дженнифер; Хэнсон, М. Брэдли; Эйрес, Кэтрин Л .; Бэрд, Робин В .; Эммонс, Кэндис К .; Лундин, Джессика I .; Schorr, Gregory S .; Вассер, Сэмюэл К .; Парк, Линда К. (2016). «Оценка рациона популяции косаток (Orcinus orca) с использованием секвенирующего анализа ДНК из фекалий». PLOS ONE. 11 (1): e0144956. Bibcode:2016PLoSO..1144956F. Дои:10.1371 / journal.pone.0144956. ISSN  1932-6203. ЧВК  4703337. PMID  26735849.
  14. ^ Эйрес, Кэтрин Л .; Ребекка К. Бут; Дженнифер А. Хемпельманн; Кари Л. Коски; Кэндис К. Эммонс; Робин В. Бэрд; Келли Бэлкомб-Барток; М. Брэдли Хэнсон; Майкл Дж. Форд и Сэмюэл К. Вассер (2012). «Определение воздействия недостаточного движения добычи и судов на находящуюся под угрозой исчезновения популяцию косаток (Orcinus orca)». PLOS ONE. 7 (6): e36842. Bibcode:2012PLoSO ... 736842A. Дои:10.1371 / journal.pone.0036842. ЧВК  3368900. PMID  22701560.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  15. ^ а б c d е «Причины сокращения численности косаток южных жителей: обзор исследования». Центр природоохранной биологии. Вашингтонский университет, Сиэтл. Получено 10 апреля 2015.
  16. ^ Харпер, Клаудиа Дж .; Whary, Марк Т .; Ян Фэн; Rhinehart, Howard L .; Wells, Randall S .; Шилу Сюй; Тейлор, Нэнси С .; И Фокс, Джеймс Г. (июль 2003 г.). "Сравнение диагностических методов для Helicobacter cetorum Инфекция у диких атлантических дельфинов афалин (Tursiops truncatus)". Журнал клинической микробиологии. 41 (7): 2842–2848. Дои:10.1128 / JCM.41.7.2842-2848.2003. ЧВК  165289. PMID  12843010.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)

внешняя ссылка