Bathyal-lakoma: az ívást követő tintahal szénforrásként a mélytengeri bentosus közösségek számára

GEOMAR, Helmholtz Óceánkutatási Központ Kiel, Düsternbrooker Weg 20, 24105 Kiel, Németország

Monterey Bay-i Akvárium Kutató Intézet, Moss Landing, CA 95039, USA

Monterey Bay akvárium, 886 Cannery Row, Monterey, CA 93940, USA

Monterey Bay-i Akvárium Kutató Intézet, Moss Landing, CA 95039, USA

GEOMAR, Helmholtz Óceánkutatási Központ Kiel, Düsternbrooker Weg 20, 24105 Kiel, Németország

Monterey Bay-i Akvárium Kutató Intézet, Moss Landing, CA 95039, USA

Monterey Bay akvárium, 886 Cannery Row, Monterey, CA 93940, USA

Monterey Bay-i Akvárium Kutató Intézet, Moss Landing, CA 95039, USA

Absztrakt

1. Bemutatkozás

A legtöbb mélytengeri tengerfenéki közösség a szemcsés szerves széntől (POC) függ, amely a felszíni vizekben szintetizálódik és végül a tengerfenékre telepedik. Az üledékcsapdákat évtizedek óta használják e süllyedő anyagok összegyűjtésére és mérésére, ezáltal betekintést engedve a helyi szén-dioxid-költségvetésbe [1]. A mélytengeri széndioxid-költségvetést gyakran nem zárják le; eltérések vannak az üledékcsapdákba befogott POC mennyisége és a mély-bentosus közösségek mért biomasszájának és légzésének fenntartásához szükséges szén között [2,3]. azonban, in situ megfigyelések arra utalnak, hogy a különféle megafaunális organizmusok és a kocsonyás plankton maradványai, amelyeket kizárnak az üledékcsapdák elemzéséből, lokálisan jelentős szénforrásokat jelenthetnek [4–9]. A közepes nagyságú nektonikus daganatok (itt tintahalak, chondrichthyánok és 1–100 cm hosszú teleost halak maradványaiként definiálva) szerepe a széndioxid-költségvetésben nagyrészt ismeretlen. Az ilyen daganatok természetes megfigyelései olyan ritkák, hogy általában csak egyedi megfigyeléseket tesznek közzé [5,10–12]. A megfigyelések kevéssége a mélytengeri élőhelyekhez való korlátozott hozzáférésből származik a képalkotó eszközökkel, amelyek szükségesek a természetesen lerakódott, gyorsan elfogyasztott tetemek megfigyeléséhez és számszerűsítéséhez.

2. Eredmények

1.ábra. In situ ROV megfigyelések élő kalmárról és tintahalról a Kalifornia-öbölben. (a) Keltető gonatida tintahal (köpeny hossza kb. 25 cm, 1100 m, merülés 344; É 24,4 ° É – 109,9 ° NY). (b) Holt tintahal kikelt tojásos masszával tengeri csillagokkal (Nymphaster diomedeae) és lithodid rák Paralomis multispina (1246 m, 344 merülés; 24,4 ° É – 109,9 ° NY). (c) egy elszigetelt üres tintahal tojáslap (hossza 50 cm, 1615 m, merülés 368, 26,6 ° É – 111 ° Ny). A lézer pontok (a) és (c) egymástól 29 cm-re vannak.

3. Megbeszélés

A tintahal tetemekkel összefüggő állatcsoportokat más természetes táplálékeséseknél figyelték meg [27]. Ezzel ellentétben nem figyeltünk meg gránátoshalakat, izopodákat, zoarcidákat, lipideket vagy hagfish-ket - hulladékokat, amelyekről beszámoltak, hogy bőségesek a mesterséges és természetes táplálékesések során [5,11,27]. Míg az összes megfigyelt tintahal tetem és néhány kikelt tojás lepedékének hullámzó állatvilága társult, utóbbiak többsége nem, ami arra utal, hogy ez az anyag kevésbé ízletes. A gonatid tintahal úgy tűnik, hogy a tintát beépíti a tojáslapokba [28], ami visszatartó erőként szolgálhat egyes organizmusok, köztük a mikrobiota [29] számára, és ezzel megnöveli az elfogyasztáshoz szükséges időt. A petesejt-maradványok hosszabb tartózkodási ideje lehetővé tette számunkra, hogy visszavezethessünk a már elfogyasztott tintahalra, feltételezve, hogy minden egyes lapnál egy elköltött nőstény tintahal elért a tengerfenékig.

A tintahal és a tojáslapok 64 előfordulása tudomásunk szerint a mai napig jelentette a közepes méretű nekton természetes mélytengeri élelmiszer-hullásait (elektronikus kiegészítő anyag, S1. Táblázat). Smith [10] 12 élelmiszer-esésről számolt be a Catalina-medencében, amelyek közül nyolcnak nyílt eredete lehetett. Roper és Vecchione [23] két feltehetően elfogyasztott brachioteuthid tintahalat jelentett a tengerfenéken, amelyeket törékeny csillagok és egy rák fogyasztottak el. Ezek a szerzők kijelentik, hogy „az elfogyott, haldokló tintahalak, amelyek az aljára süllyednek, jelentős energiaforrást jelenthetnek a mély bentosus fauna számára” (59. o.).

Etika

Vizsgálatunk többnyire mélytengeri videó megfigyeléseken alapul. A három ROV-befogott tintahalmintát flash-fagyasztással -80 C-on tartották, majd megolvasztás és formalinban tartósítás és vizsgálat céljából tartósították. Az „MBARI 2012-es kaliforniai öböl-expedíciója, R/V” expedíció Western Flyer.”(Hajózási szám: F2011-068) a mexikói kormány jóváhagyta a CTC/001340 (La Secretaria de Relacione Exteriores) és a H00/INAPESCA/DGIPPN/831 (Secretaria de Agricultura, Ganaderia, Desarrollo Rural, Pesca Y Alimentacion) engedélyekkel. . Az expedíció ’2015 R/V Western Flyer A Kaliforniai-öböl expedíciója. (Körutazási szám: F2014-075) a mexikói kormány jóváhagyta a CTC/01700/15 (La Secretaria de Relacione Exteriores) és a DGOPA-02919/14 (Secretaria de Agricultura, Ganaderia, Desarrollo Rural, Pesca Y Alimentacion) engedélyekkel.

Az adatok hozzáférhetősége

Az adatok elektronikus kiegészítő anyagokban, az S1 és S2 táblázatokban állnak rendelkezésre. ROV-pálya koordinátái, amelyeken a távolságok (d), amelyet elektronikus kiegészítő anyagban számolnak ki, az SM1 alapú, és az étkezési esések képei a http://mbari.org/squid-carrion-images oldalon találhatók.

A szerzők hozzájárulása

H.J.T.H. A tanulmány elkészült, megtervezte a tanulmányt, segített a terepi adatok összegyűjtésében, az adatok elemzésében és a kézirat elkészítésében. S.L.B. segített a terepi adatok összegyűjtésében, elemezte az adatokat és segített a kézirat elkészítésében. S.H.D.H. és B.H.R. terepi adatokat gyűjtött és segített a kézirat elkészítésében. Minden szerző végleges jóváhagyást adott a közzétételre.

Versenyző érdekek

Nincsenek versengő érdekeink.

Finanszírozás

A tanulmány pénzügyi támogatását a David és Lucile Packard Alapítvány (HJTH, SLB, BHR, SHDH) nyújtotta, a Monterey Bay Aquarium támogatásával az SLB, a Holland Tudományos Kutatási Szervezet (NWO), Rubicon-támogatás révén (825.09.016. ) HJTH-ra és támogatással (CP1218) a H.J.T.H. kiválósági klaszter 80 „A jövő óceánja” címmel. A „Jövő-óceánt” a Kiválósági Kezdeményezés keretében finanszírozza a Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) a német szövetségi és állami kormányok megbízásából.

Köszönetnyilvánítás

Köszönjük az MBARI ROV pilótáknak és az MBARI videolaboratóriumának a segítséget az ROV videók és adatok gyűjtésében, elérésében és elemzésében. Köszönjük Mariah Salisbury-nek (MBARI), hogy adatokat és képeket készített a weboldalról. Két recenzens javította a kéziratot eredeti változatához képest. Dr. Ivo Bobsiennek és Bas Hofmannak köszönetet mondanak a térinformatika terén nyújtott segítségért.

Lábjegyzetek

Az elektronikus kiegészítő anyagok online elérhetők a https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.3946252 címen.

Kiadja a Royal Society. Minden jog fenntartva.

Hivatkozások

Ramirez-Llodra E és mtsai.

2010 Mély, sokszínű és határozottan más: a világ legnagyobb ökoszisztémájának egyedi tulajdonságai . Biológiai tudományok 7, 2851–2899. (doi: 10.5194/bg-7-2851-2010) Crossref, ISI, Google Tudós

Smith KL, Kaufmann RS

. 1999 Hosszú távú eltérés az élelmiszer-kínálat és a kereslet között a Csendes-óceán északi részének mélykeleti részén . Tudomány 284, 1174–1177. (doi: 10.1126/science.284.5417.1174) Crossref, PubMed, Google Tudós

Rabouille C, Caprais JC, Lansard B, Crassous P, Dedieu K, Reyss JL

. Szerves anyagok költségvetése az Atlanti-óceán délkeleti részén, a Kongói kanyon közelében: az üledék oxigénfogyasztásának in situ mérése . Deep Sea Res. II. Rész 56, 2223–2238. (doi: 10.1016/j.dsr2.2009.04.005) Crossref, Google Tudós

Sweetman AK, Chapman A

. 2015 A medúza tetemek (kocsonya-esések) fluortartalmának első vizsgálata a bentos felé feltárja a kocsonyás anyag fontosságát a medúza által uralt ökoszisztémák biológiai C-ciklusában . Elülső. Mar. Sci. 2, 47. (doi: 10.3389/fmars.2015.00047) Crossref, Google Tudós

Higgs ND, Gates AR, Jones szül

. 2014 Halétel a mélytengeri térségben: a nagy ételesések szerepének áttekintése . PLOS ONE 9., e96016. (doi: 10.1371/journal.pone.0096016) Crossref, PubMed, Google Tudós

Lebrato M, Jones szül

. 2009 tömeges deponálási eseménye Pyrosoma atlanticum tetemek Elefántcsontpart mellett (Nyugat-Afrika) . Limnol. Oceanogr. 54., 1197–1209. (doi: 10.4319/lo.2009.54.4.1197) Crossref, ISI, Google Tudós

Robison BH, Reisenbichler KR, Sherlock RE

. 2005 Óriás lárvaházak: gyors szén-dioxid-szállítás a mélytengeri fenekig . Tudomány 308, 1609–1611. (doi: 10.1126/science.1109104) Crossref, PubMed, Google Tudós

Smith KL, Sherman AD, Huffard CL, McGill PR, Henthorn R, von Thun S, Ruhl HA, Ohman MD, Kahru M

. 2014 Az óceán felsõ részének nagy mennyiségû virágzása és a fenékközösség válasza a Csendes-óceán északkeleti részén fekvõ mélységben: napi megoldások . Limnol. Oceanogr. 59, 745–757. (doi: 10.4319/lo.2014.59.3.0745) Crossref, Google Tudós

Christiansen B, Boetius A

. 2000 Az úszó rák tömeges ülepedése Charybdis smithii (Rákok: Decapoda) az Arab-tenger mélyén . Deep Sea Res. II. Rész 47, 2673–2685. (doi: 10.1016/S0967-0645 (00) 00044-8) Crossref, Google Tudós

. 1985 A mélytengeri táplálék: a nekton felhasználása, elterjedése és áramlása esik a Santa Catalina-medence padlóján . Deep Sea Res. 32, 417–442. (doi: 10.1016/0198-0149 (85) 90089-5) Crossref, Google Tudós

Klages M, Vopel K, Bluhm H, Brey T, Soltwedel T, Arntz WE

. 2001 A mélytengeri ételek zuhanása: a Jeges-tenger természeti eseményének első megfigyelései . Polar Biol. 24., 292–295. (doi: 10.1007/s003000000199) Crossref, Google Tudós

Soltwedel T, von Juterzenka K, Premke K, Klages M

. 2003 Milyen szerencsés lövés! Fényképészeti bizonyíték egy közepes méretű természetes élelmiszer-zuhanásról a mély tengerfenéken . Oceanol. Acta 26., 623–628. (doi: 10.1016/S0399-1784 (03) 00060-4) Crossref, Google Tudós

. 1996 Fejlábúak a világ óceánjában: a lábasfejűek zsákmányként. III. Cetaceans . Phil. Ford. R. Soc. Lond. B 351, 1053–1065. (doi: 10.1098/rstb.1996.0093) Link, Google Tudós

Zeidberg LD, Robison BH

. 2007 A Humboldt tintahal invazív tartománybővítése, Dosidicus gigas, a Csendes-óceán északi részének keleti részén . Proc. Natl Acad. Sci. USA 104, 12 948–12 950. (doi: 10.1073/pnas.0702043104) Crossref, ISI, Google Tudós

Stewart JS, Hazen EL, Bograd SJ, Byrnes JEK, Foley D, Gilly WF, Robison BH, Field JC

. 2014 A Humboldt tintahal kombinált klíma és zsákmány által közvetített tartományának bővítése (Dosidicus gigas), egy nagy tengeri ragadozó a kaliforniai jelenlegi rendszerben . Glob. Változtassa meg a Biol. 20, 1832–1843. (doi: 10.1111/gcb.12502) Crossref, PubMed, Google Tudós

Hoving HJT és mtsai.

2013 Az élettörténeti stratégia rendkívüli plaszticitása lehetővé teszi, hogy a vándorló ragadozó (jumbo tintahal) megbirkózzon a változó éghajlattal . Glob. Változtassa meg a Biol. 19., 2089–2103. (doi: 10.1111/gcb.12198) Crossref, PubMed, Google Tudós

Doubleday ZA és mtsai.

2016 A lábasfejűek globális elterjedése . Curr. Biol. 26., R406 – R407. (doi: 10.1016/j.cub.2016.04.002) Crossref, PubMed, Google Tudós

Boyle PR, Rodhouse P

. 2005 Fejlábúak: ökológia és halászat . Oxford, Egyesült Királyság: Blackwell Science Ltd. Crossref, Google Tudós

. 1965 A tintahal felépítése, fejlődése, étkezési viszonyai, szaporodása és élettörténete Loligo opalescens Bogyó . Kaliforniai Dept. Fish Game, Fish. Bika. 131, 1–108. Google ösztöndíjas

Martin B, Christiansen B

. 1997 A benthopelágikus halak étrendjei és állománya az Atlanti-óceán északkeleti részén két batimetrikusan különböző közép-óceáni térségben . Deep Sea Res. I. rész 44., 541–558. (doi: 10.1016/S0967-0637 (97) 00008-3) Crossref, Google Tudós

Drazen JC, Bailey DM, Ruhl HA, Smith KL

. 2012 A dögellátás szerepe a Kaliforniában található mélytengeri halak rengetegében . PLOS ONE 7, e49332. (doi: 10.1371/journal.pone.0049332) Crossref, PubMed, Google Tudós

Drazen JC, Popp BN, Choy CA, Smith KL

. 2008 A mélységi táplálékháló megkerülése: a macrourid étrend a Csendes-óceán északi részének keleti részén a gyomortartalom és a stabil izotóp-elemzés alapján . Limnol. Oceanogr. 53, 2644–2654. (doi: 10.4319/lo.2008.53.6.2644) Crossref, Google Tudós

Roper CFE, Vecchione M

. 1996 In situ megfigyelések Brachioteuthis beanii Verrill: páros viselkedés, valószínűleg párosodás (Cephalopoda, Oegopsida) . Am. Malacol. Bika. 13., 55–60. Google ösztöndíjas

Perez JAA, Silva TN, Schroeder R, Schwarz R, Martins RS

. 2009 Az argentin rövidszárú tintahal biológiai mintázata Illex argentinus a lejtős vonóháló halászatában a Brazil Lat . Am. J. Aquat. Res. 37, 409–428. (doi: 10.3856/vol37-issue3-fulltext-11) Crossref, Google Tudós

Nesis KN, Nigmatullin CM, Nikitina IV

. 1998 A mélytengeri tintahal töltött nőstényei Galiuthis glacialis a jég alatt a Weddell-tenger felszínén (Antarktisz) . J. Zool. 244, 185–200. (doi: 10.1111/j.1469-7998.1998.tb00024.x) Crossref, Google Tudós

Seibel BA, Robison BH, Haddock SHD

. 2005 Az ívás utáni tojásgondozás tintahal által . Természet 438, 929. (doi: 10.1038/438929a) Crossref, PubMed, Google Scholar

Britton JC, Morton B.

. 1994 tengeri hullás és szemetelő . Oceanogr. Mar. Biol. 32, 369–434. Google ösztöndíjas

Seibel BA, Hochberg FG, Carlini DB

. 2000 élettörténete Gonatus onyx (Cephalopoda: Teuthoidea): mélytengeri ívás és ívás utáni tojástartás . Mar. Biol. 137, 519–526. (doi: 10.1007/s002270000359) Crossref, Google Tudós

Derby CD, Kicklighter CE, Johnson miniszterelnök, Zhang X

. 2007 A különféle tengeri puhatestűek festékeinek kémiai összetétele konvergens kémiai védekezésre utal . J. Chem. Ecol. 33, 1105–1113. (doi: 10.1007/s10886-007-9279-0) Crossref, PubMed, Google Tudós

Katugin ON, Sevcsov GA, Zuev MA

. 2014 A tintahal eloszlása, mérete, érettsége és táplálkozási szokásai Gonatopsis octopedatus (Cephalopoda: Gonatidae) az Ohotszki-tengerben és a Csendes-óceán északnyugati részén . Veliger 51, 177–193. Google ösztöndíjas

Collins MA, Yau C, Nolan CP, Bagley miniszterelnök, Priede IG

. 1999 Viselkedési megfigyelések a patagóniai lejtő pergő faunájáról . J. Mar. Biol. Assoc. Egyesült Királyság. 79, 963–970. (doi: 10.1017/S0025315499001198) Crossref, Google Tudós

Thunell R, Benitez-Nelson C, Varela R, Astor Y, Muller-Karger F

. 2007 Részecskés szerves szén-fluxusok a felfelé uralkodó kontinentális peremek mentén: sebességek és mechanizmusok . Glob. Biogeochem. Ciklusok. 21, 1–12. (doi: 10.1029/2006GB002793) Crossref, Google Tudós

. 1997 Gonatida tintahal a Csendes-óceán északi részének szubarktikus részén: ökológia, biogeográfia, réstagok sokfélesége és szerepe az ökoszisztémában . Adv. Mar. Biol. 32, 243–324. (doi: 10.1016/S0065-2881 (08) 60018-8) Crossref, Google Tudós

Seibel BA, Drazen JC

. 2007 Az anyagcsere mértéke a tengeri állatokban: környezeti korlátok, ökológiai igények és energetikai lehetőségek . Phil. Ford. R. Soc. B 362, 2061–2078. (doi: 10.1098/rstb.2007.2101) Link, ISI, Google Tudós

Irigoien X és mtsai.

2014 A nagy mezopelagikus halak biomassza és trofikus hatékonysága a nyílt óceánon . Nat. Commun. 5., 3271. (doi: 10.1038/ncomms4271) Crossref, PubMed, ISI, Google Tudós

Arkhipkin AI és mtsai.

2015 A tintahal világhalászata . Tiszteletes hal. Sci. Akvakultúra 23, 92–252. (doi: 10.1080/23308249.2015.1026226) Crossref, Google Tudós

. 2003 Manióka bálnák: társadalmi evolúció az óceánban . Chicago, IL: University of Chicago Press. Google ösztöndíjas