Zooplankton i jego znaczenie w ekosystemach morskich

[fb_button]

W paru ostatnich artykułach skupiałem się na dojrzewaniu i towarzyszących mu problemach takich jak cyjano, glony czy zmętnienie wody. W dużym stopniu wynikały one z braku odpowiednio rozwiniętej flory bakteryjnej. Jednak oprócz bakterii bardzo ważną grupą organizmów mających ogromne znaczenia na kondycję zbiornika jest zooplankton. Definicja encyklopedyczna zooplanktonu mówi nam, że zooplankton to organizmy zwierzęce dryfujące w toni wodnej. Nawet, jeśli posiadają umiejętność aktywnego pływanie, nie są w stanie przezwyciężyć siły prądów wodnych. Trzeba tutaj zauważyć, że wiele zwierząt morskich, w stadium larwalnym, można zakwalifikować do zooplanktonu (np. larwy ryb) natomiast osobniki dorosłe już zooplanktonem nie są. Wśród akwarystów termin „zooplankton” często używa się w stosunku do całej mikrofauny akwariowej – również tej, która nie dryfuje w wodzie. Przykładem tutaj mogą być wrotki, których większość gatunków prowadzi osiadły tryb życia. Z tego powodu w przypadku wrotków, słowo „mikrofauna” jest bardziej trafne niż „zooplankton”. Myślę jednak, że o ile rozumiemy encyklopedyczną definicję zooplanktonu, możemy ją trochę naciągnąć dla naszych potrzeb.

Zooplankton w akwarium morskim nie ma zbyt łatwego życia, głównie dzięki obecności pomp i odpieniaczy białek, które w większości są zabójcze dla delikatnych organizmów. Jednak jego rola w przepływie materii w naszych ekosystemach jest ogromna. Po pierwsze odżywiając się fito i bakterio planktonem oraz detrytusem, uczestniczy aktywnie w wiązaniu nutrientów oraz w mineralizacji materii organicznej. Po drugie jest naturalnym i jednocześnie najzdrowszym źródłem pokarmu dla korali czy ryb. Dbanie o jakość i ilość zooplanktonu przekłada się na jakość parametrów wody oraz kondycję korali

Niniejszy artykuł napisany jest na podstawie tekstu z portalu marinebio.org. Dotyczy on ogólnie zooplanktonu żyjącego w naturze, jednak wiele z tych gatunków znajdziemy w naszych akwariach.

Zooplankton

Plankton jest złożony z fitoplanktonu i zooplanktonu, którym ogólnie są małe organizmy zwierzęce unoszące się pod powierzchnią wody. Podobnie jak fitoplankton, organizmy zooplanktoniczne są słabymi pływakami i najczęściej są unoszone prądem wody. Plankton zasadniczo składa się z dwóch grup organizmów: holoplankton, – czyli plankton stały np. okrzemki, radiolaria, dinoflagellata foraminifera, amphipody, kryl, copepoda, sprzągle, etc. oraz meroplankton – plankton tymczasowy, czyli większość larwalnych form szkarłupni, ślimaków, skorupiaków czy ryb. Plankton jest kluczowym składnikiem morskich ekosystemów tworzący podstawę większości sieci pokarmowych.

Taksonomia

Zooplankton jest klasyfikowany albo ze względu na rozmiar albo ze względu na jego etap rozwojowy. Rozważając rozmiar organizmów wyróżniamy:

Pikoplankton – poniżej 2μm

Nanoplankton – 2-20μm

Mikroplankton – 20-200μm

Mezoplankton – 0.2-20mm

Makroplankton – 20-200mm

Megaplankton – powyżej 200mm

Ze względu na etap rozwojowy, zooplankton dzielimy na dwie grupy: meroplankton i holoplankton. Meroplankton to larwy, które w końcu przekształcą się w dorosłe osobniki (ślimaki, korale, skorupiaki, ryby). Holoplankton pozostaje planktonem przez całe życie i zawiera takie grupy organizmów jak Pteropoda, Chaetognatha, Appendicularia, Siphonophorae czy Copepoda.

Meroplankton i holoplankton są składnikami praktycznie wszystkich grup taksonomicznych. Jednak anjpopularniejszymi organizmami planktonicznymi są Protista, nanoplanktoniczne Flagellate (wiciowce), Cnidaria (parzydełkowce), Ctenophora (żebropławy), Rotifera (wrotki), Chaetognatha (szczecioszczękie), veliger (żeglarki – larwy wielu mięczaków), Copepoda (widłonogi), Cladocera (wioślarki), Euphausiacea i Tunicata (osłonice). Protista produkują energię dzięki procesowi fotosyntezy i producenci sąpodstawą wielu sieci pokarmowych. Protozoa (pierwotniaki), które również należą do Protista, są bardziej podobne do zwierząt i stanowią główny składnik mikro i nano zooplanktonu (ameby, wiciowce, orzęski). Te organizmy nie fotosyntetyzują energii. Niektóre ameby zostały zakwalifikowane do Foraminifera (otwornice) i Actinopoda (promieninóżki) posiadają wapienny szkielet zwykle większy niż 2 mm (u wymarłych gatunków nawet do 13cm). Ich szkielety są częstym składnikiem osadów dennych.

Wiciowce

Częstym składnikiem zooplanktonu są wiciowce, które pomagają kontrolować populację bakterii w morzach. Charakteryzują się albo pojedynczą wicią używaną do poruszania, lub włoskowatych struktur nazywanych cilia (orzęski). Niektóre Dinoflagellata (bruzdnice) posiadają strukturę nazywaną siecią protoplazmatyczną służącą im do łapania ofiar większych od bakterii. Niektóre gatunki bruzdnic są pasożytami ryb jak również odpowiadają za „red tides” – czerwone zakwity wody, które mogą być toksyczne i powodować śmierć ryb, ptaków czy ssaków morskich. Orzęski z kolei odżywiają się bakteriami, innymi Protista oraz fitoplanktonem. Liczne gatunki są pasożytnicze.

Niektóre wiciowce np. Euglena charakteryzują się cechą jaką jest miksotrofizm. W zależności od warunków środowiskowych mogą odżywiać się jak zwierzęta to jest łapać i zjadać ofiarę lub jak rośliny za pomocą organelli zawierających chlorofil.

Parzydełkowce

Jest to typ organizmów dwuwarstwowych zawierający liczne grupy zwierząt posiadających komórki parzydełkowe. Do tego typu zaliczamy między innymi rurkowce i krążkopławy. Są one drapieżnikami posiadającymi zdolność żądlenia i obezwładniania ofiar za pomącą jadu. Częściej występują w wodach słonych. Niegdyś do tej grupy zaliczano również Ctenophora (żebropławy), które dziś są raczej zaliczane do osobnego typu.

Wrotki (a nie wrotka, jak często pisane jest na forach)

Istnieje ponad 2300 gatunków wrotków śłodkowodnych i tylko 125 morskich. Ogromna większość z nich to zwierzęta osiadłe. Wrotki jedzą bakterie, detrytus, inne wrotki, fitoplankton oraz pierwotniaki. Potrafią rozmnażać się aseksualnie przez partenogenezę (w optymalnych warunkach) lub seksualnie (w warunkach stresogennych).

Strzałki morskie

Jest to grupa drobnych morskich, drapieżnych zwierząt  o strzałkowato wydłużonym ciele z otworem gębowym otoczonym cedzącymi szczeciami i chitynowymi kolcami. Kształtem ciała przypominają ryby. Są to zwierzęta pospolicie, często licznie, występujące w wodach morskich o pełnym i niepełnym zasoleniu. Większość z nich żyje w strefie wód ciepłych, do głębokości 200 m, nieliczne żyją głębiej (do 3000 m) lub w słonawych wodach jaskiń. Dorastają do 12 cm i posiadają płetwy po obu stronach dwubocznie symetrycznego ciała. Pożywieniem szczecioszczękich jest morski plankton: głównie okrzemki, pierwotniaki, drobne skorupiaki (widłonogi, wioślarki) oraz larwy ryb

Mięczaki

Do zooplanktonu zaliczmy również larwy ślimaków lub innych mięczaków np. trochofora. Poruszają się za pomocą rzęsek, którymi też mogą łapać inne, mniejsze organizmy planktoniczne. U niektórych mieczaków – głównie u ślimaków trochofory przekształcają się w kolejne etapy rozwojowe larw – weligery – planktoniczną larwę ślimaków. Weliger posiada już zaczątki głowy, nogi, płaszcza, oraz gruczołu wytwarzającego muszlę. Weligery są ostatnim stadium larwalnym ślimaków i wielu innych mieczaków.

Wieloszczety

Wieloszczety to klasa pierścienic morskich. Każdy segment ciała (pierścień) posiada parę umięśnionych parapodiów oraz pęki chitynowych szczecinek. Jest to bardzo liczna grupa zwierząt (ponad 10000 gatunków). Są to zwierzęta głównie morskie. Zasiedlają wszystkie środowiska morskie od największych głębin oceanicznych po wybrzeża, we wszystkich strefach klimatycznych. Żyją w formie wolnej lub osiadłej, przeważnie w strefie przybrzeżnej, w piasku lub mule dna morskiego. Występują też formy pelagiczne. Mniej liczne są formy, które skolonizowały wody słodkie, a tylko nieliczne przystosowały się do życia w wodach słonawych lub na lądzie. Do 2009 roku opisano naukowo tylko około 200 gatunków żyjących poza morzami. Wiele gatunków ma kosmopolityczny zasięg występowania. Odżywiają się głównie detrytusem roślinnym i zwierzęcym. Wieloszczety są rozdzielnopłciowe. Larwy wieloszczetów (również trochofory) również wchodzą w skład zooplanktonu.

Widłonogi (Copepoda)

To rząd skorupiaków wodnych.  Ciało jest zbudowane ze stałej liczby 16 segmentów (5 głowowych, 6 tułowiowych i 5 odwłokowych). Rozmiar ich ciała zawiera się w zakresie od 0,5 mm do 20 cm, jednak typowi przedstawiciele tej podgromady mają zwykle rozmiar ciała zawierający się w zakresie 0,5 mm do 2 mm. Pływają za pomocą silnie rozwiniętej pierwszej pary czułków. Ciało ich zawiera żółte kropelki zapasowego tłuszczu (glikolipidy) oraz wiele witamin. Przeważnie są przezroczyste. W morzach stanowią około 9/10 planktonu. Ze złożonych przez samice jaj wykluwają się larwy. Przechodzą one 10-11 linień. Pierwsze stadia larwalne to naupliusy lub metanaupliusy (5-6 linień). Kolejne stadia larwalne to kopepodity (następne 5 linień). U form dojrzałych występuje wyraźny dymorfizm płciowy. Samce są mniejsze. Kilka gatunków pasożytniczych jest obojnacza. Wolno żyjące oraz pasożytnicze widłonogi są rozdzielnopłciowe. Jaja u wielu widłonogów składane są do worków lęgowych znajdujących się po bokach odwłoka. Widłonogi stanowią dużą grupę składającą się obecnie z 9 rzędów , około 220 rodzin i ponad 13000 gatunków, co czyni je najliczniejszą gromadą wśród skorupiaków niższych. Ze względu na ich wartości odżywcze stanowią doskonałą dietę dla zwierząt akwariowych.

Wioślarki

To plankton głównie wód słodkowodnych, którego najpopularniejszym przedstawicielem jest daphnia. Ciało wioślarek jest spłaszczone bocznie, złożone z głowy, tułowia i odwłoka, okryte jest, u większości gatunków, chitynowym dwuklapowym pancerzem, zwanym karapaksem, który zrzucają cyklicznie podczas wzrostu i rozwoju. Z tyłu ciała karapaks przechodzi w wyciągnięty kolec.

W części grzbietowej wioślarki mają komorę lęgową, która jest przestrzenią między grzbietową częścią ciała a karapaksem. Do komory tej uchodzą jajniki, dzięki czemu są tam składane jaja. Samce są mniejsze od samic.

Na głowie wioślarek znajduje się ruchliwe oko umieszczone na słupku, powstałe z pary oczu złożonych oraz szczątkowe oko naupliusowe. Czułki pierwszej pary są krótkie, tylko u form drapieżnych długie. Poruszają się ruchem skokowym, za pomocą pływnych czułków II pary, które są bardzo silnie rozwinięte, dwugałęźniowe. Po każdym uderzeniu czułków wioślarki poruszają się w górę i w przód, po czym opadają, powtarzając następnie tę czynność. Kolejne odnóża IV-VI pary znajdują się na tułowiu, są silnie spłaszczone, krótkie i szczeciniaste. U form drapieżnych służą do oddychania a u form odżywiających się drobnym pokarmem, dodatkowo filtrują wodę, zdobywając pokarm.

Kryl (szczętki)

To rząd morskich pancerzowców liczący 86 gatunków. W odróżnieniu od innych skorupiaków szczętki posiadają skrzela zewnętrzne. Kryl występuje we wszystkich oceanach świata, gdzie stanowi kluczowe, dolne ogniwo w łańcuchu pokarmowym. Odżywia się fitoplanktonem oraz w mniejszym stopniu zooplanktonem, sam zaś jest zjadany przez wiele gatunków większych zwierząt, dla których kryl jest najważniejszym elementem diety, np. fiszbinowców, mant, rekinów wielorybich, krabojadów oraz innych płetwonogich, a także kilku gatunków ptaków morskich. Szacuje się, że w Oceanie Południowym organizmy z gatunku kryla antarktycznego (Euphausia superba) mają biomasę 500 milionów ton – dwa razy więcej niż ogólna biomasa ludzi. Połowa tego zjadana jest corocznie przezwieloryby, płetwonogie, pingwiny, kałamarnice i ryby. W poszukiwaniu pokarmu wiele gatunków szczętek odbywa pionową migrację, stanowiąc w nocy pokarm dla drapieżników żerujących przy powierzchni wody, a w dzień – w głębinach. W akwariach morskich stosowany jest, jako mrożony pokarm dla większych ryb.

Osłonice

To grupa zwierząt dwubocznie symetrycznych o bardzo uproszczonej budowie, zaliczana do strunowców. Osłonice to zwierzęta wyłącznie morskie, charakteryzujące się obecnością zewnętrznej, organicznej osłonki, tzw. tuniki, o rozmaitej grubości i konsystencji, zbudowanej z tunicyny- węglowodanu niestrawnego, który stanowi rodzaj ochrony przed drapieżnikami. Tunika spełnia rolę szkieletu zewnętrznego, okresowo zrzucanego. Ciało niesegmentowane, workowate lub beczułkowate, o długości od 0,3 mm do 40 cm, a u form kolonijnych do około 4 m. U form dorosłych występują szczeliny skrzelowe. Układ rozrodczy obojnaczy albo rozdzielnopłciowy, układ krwionośny otwarty, brak układu wydalniczego. Osobliwością osłonic jest periodyczna zmiana kierunku obiegu krwi- każdorazowo po wykonaniu ok.10 skurczów. Szacuje się, że na świecie występuje 2000–3000 gatunków osłonic. Do osłonic zalicza się gatunki osiadłe i wędrowne, larwy są zawsze planktoniczne. Większość osłonic zasiedla ciepłe, płytkie wody, niektóre żyją w głębinach, gdzie tworzą liczne skupiska. W Bałtyku spotykane są w jego zachodniej części. Gatunki pelagiczne stanowią składnik zooplanktonu.

Larwy ryb

W naturze larwy wielu ryb stają się częścią meroplanktonu. Wydawałoby się, ze w akwarium morskim ta sytuacja występuje rzadko. Jednak w zbiornikach w których znajdują się dobrane pary ryb regularnie składające ikrę taka sytuacja pojawia się regularnie. Narybek niestety nie ma szans na przetrwanie i dorastanie w akwarium o ile akwarysta nie podejmie specjalnych i wcale nie łatwych kroków. Narybek najczęściej staje się pokarmem koralowców innych ryb lub często samych rodziców. Można powiedzieć – pech. Jednak jeśli spojrzymy na to szerzej, zobaczymy, że to tylko cześć wielkiego cyklu natury, a akwaria gdzie taki cykl zachodzi, pełniejsze i doskonalsze.

Przystosowania do życia planktonicznego

Wszystkie organizmy tworzące plankton zostały zmuszone do wykształcenia pewnych przystosowań, które pomagają im unosić się w wodzie. Nalezą do nich: spłaszczone ciało, rzęski i wicie, kropelki oleju. Z kolei pęcherzyki gazu oraz aktywna wymiana jonowa, umożliwiają im względna kontrolę nad utrzymywaniem głębokości. Niektóre gatunki tworzące zooplankton wytworzyły przystosowania mające na celu odstraszanie ryb np. przeźroczystość lub żywe ubarwienie, gorzki smak, czerwone ubarwienie gatunków żyjących głębiej. Niektóre zwierzęta planktoniczne przechodzą cyklomorfozę – czyli sezonową zmianę cech mających za zadanie np. bardziej upodobnić się do zmiennych warunków środowiska, np. niektóre wrotki sezonowo wytwarzają kolce.

Nocne migracje

Wiele rodzajów zooplanktonu migruje w głębsze wody w ciągu dnia i wraca na powierzchnię na noc. Badania sugerują, że migrację są bardziej zależne od miejsca występowania zooplanktonu niż od składu gatunkowego. Zooplankton migruje w zależności od płci, wieku i pory roku. Przyjmuje się, że czynnikiem regulującym migracje pionowe jest dostępność światła słonecznego. Największe migracje zachodzą w ciemnościach, podczas, gdy w południe plankton porusza się najmniej. Przyjmuje się, że ma to na celu ukrycie się przed rybami, którym trudniej zauważyć nieruchomy plankton. W nocy zooplankton unosi się pod powierzchnie wody jednocześnie pożywiając na fitoplanktonie. Oczywiście w warunkach panujących w akwarium morskim nie ma szans na migracje pionowe ze względu na silną cyrkulacje i relatywnie małą głębokość zbiorników akwariowych.

Zooplankton w ekologii

Poszczególne gatunki zooplanktonu zamieszkują konkretne habitaty morskie. Każdy gatunek jest w unikalny sposób przystosowany do cech środowiska takich jak światło, temperatura, turbulencje czy zasolenie. Skład zooplanktonu po jednej stronie prądu morskiego Gulf Stream różni się od składu zooplanktonu zamieszkującego przeciwległą stronę prądu. To zróżnicowanie zooplanktonu w zależności od konkretnej lokalizacji pomaga naukowcom zróżnicować masy wody.

Zooplankton podobnie jak fitoplankton jest wrażliwy na otaczające środowisko. Dzięki temu naukowcy mogą określać np. delikatne zmiany klimatyczne i środowiskowe. Zooplankton dość szybko reaguje na czynniki takie jak obecność nutrientów, zanieczyszczenia, zmiany pH, temperaturę czy zwiększona obecność drapieżników. Naukowcy obserwując zmiany  jakościowe i ilościowe zooplanktonu mogą określać również kondycję poszczególnych ekosystemów.

Podsumowanie

Zooplankton pełni ogromnie ważna funkcję w ekosystemach wodnych stanowiąc główny skład niższych poziomów troficznych czy to na rafie czy też w akwarium morskim. Z jednej strony gatunki zooplanktoniczne kontrolują populację bakterio czy fito planktonu, a z drugiej same są cennym źródłem pokarmu dla większych zwierząt.  W akwarium zooplankton ma bardzo trudne warunki do przetrwania ze względu na obecność pomp i odpieniacza. Dlatego nowoczesna akwarystyka wraca do bardziej naturalnych rozwiązań, którymi są systemy DSB, DyMiCo czy rozbudowane refugia. Wszystko to, co żyje na skałach w piasku czy wśród glonów jest źródłem naturalnego pokarmu dla ryb i koralowców. Również rozmnażające się krewetki, wieloszczety, mysis czy ślimaki uwalniają co pewien czas swoje larwy. Niewielka część z nich wkrótce po uwolnieniu zostanie złapana jako pokarm, a reszta niestety wyląduje w kubku odpieniacza. Warto więc regularnie wprowadzać do akwarium żywą mikrofaunę w postaci wrotków czy widłonogów jednocześnie dolewając trochę fitoplanktonu.

źródła:

Wikipedia

http://marinebio.org/oceans/zooplankton/

[fb_button]