Введение

Сообщество организмов, обитающих в бентосной зоне. Бентос, также известный как бентон, – это сообщество организмов, живущих на, в или вблизи дна моря, реки, озера или ручья, также известное как бентозная зона. Это сообщество обитает в морских или пресноводных осадочных средах, от приливных бассейнов вдоль береговой линии до континентального шельфа и далее – до абиссальных глубин. Многие организмы, приспособленные к давлению глубоководья, не могут выжить в верхних слоях водной толщи. Разница в давлении может быть очень значительной (примерно одна атмосфера на каждые 10 метров глубины). Поскольку свет поглощается, не достигая глубоких океанических вод, источником энергии для глубоководных бентосных экосистем часто является органическое вещество, опускающееся из верхних слоев водной толщи. Это мертвое и разлагающееся вещество поддерживает бентосную пищевую цепь; большинство организмов в бентосной зоне – падальщики или детритофаги. Термин «бентос», введенный Геккелем в 1891 году, происходит от греческого существительного βένθος – «глубина моря». В пресноводной биологии термин «бентос» используется для обозначения организмов, обитающих на дне пресноводных водоемов, таких как озера, реки и ручьи. Существует также избыточный синоним – Бентон.

Обзор

По сравнению с относительно однообразной пелагической зоной, бентосная зона предлагает физически разнообразные местообитания. Существует значительный диапазон доступности света и тепла, а также глубин воды или степени затопления приливной зоной. Морское дно сильно различается по типам донных отложений. Животные, роющие норы, могут найти защиту и пищу в мягких, рыхлых отложениях, таких как ил, глина и песок. Прикрепленные виды, такие как устрицы и ракушки, могут надежно закрепиться на твердых, скалистых субстратах. Взрослые особи могут оставаться на одном и том же месте, формируя углубления и щели, где подвижные животные находят убежище. Это большее разнообразие бентосных местообитаний привело к большему разнообразию бентосных видов. Число видов бентосных животных превышает один миллион. Это значительно превышает число видов пелагических животных (около 5000 крупных видов зоопланктона, 22 000 видов пелагических рыб и 110 видов морских млекопитающих).

Макробентос

Макробентос, префикс от древнегреческого makrós «длинный», объединяет крупных бентосных организмов, видимых невооружённым глазом и превышающих примерно 1 мм в размере. К ним относятся, например, полихеты, двустворчатые моллюски, иглокожие, морские анемоны, кораллы, губки, асцидии, турбеллярии и более крупные ракообразные, такие как крабы, лобстеры и кумацеи.

Мейобентос

Мейобентос, префикс от древнегреческого meîon, означающего «меньший», включает в себя крошечные бентосные организмы размером менее 1 мм, но более 0,1 мм. Примеры включают нематод, фораминифер, тихоходов, гастротрих и более мелких ракообразных, таких как копеподы и остракоды.

Микробентос

Микробентос, префикс от греческого mikrós – «маленький», включает микроскопические бентосные организмы размером менее 0,1 мм. Примеры включают бактерии, диатомовые водоросли, инфузории, амеб и жгутиковые. Морской микробентос – это микроорганизмы, обитающие в бентальной зоне океана, то есть вблизи или на морском дне, или внутри или на поверхностных отложениях морского дна. Слово «бентос» происходит от греческого и означает «глубина моря». Микробентос встречается повсеместно на морском дне континентальных шельфов и в более глубоких водах, с наибольшим разнообразием в отложениях морского дна или на них. В мелководных районах особенно богатыми средами обитания являются луга морских трав, коралловые рифы и заросли ламинарий. В фототической зоне доминируют бентосные диатомовые водоросли как фотосинтезирующие организмы. В приливных зонах изменяющиеся приливы и отливы существенно влияют на возможности микробентоса. Как фораминиферы, так и диатомовые водоросли имеют планктонные и бентосные формы, то есть они могут дрейфовать в толще воды или жить на осадках на дне океана. В любом случае, их раковины оказываются на морском дне после их гибели. Эти раковины широко используются в качестве климатических прокси. Химический состав раковин является следствием химического состава океана в момент их формирования. Прошлые температуры воды также можно определить по соотношению стабильных изотопов кислорода в раковинах, поскольку более легкие изотопы легче испаряются в теплой воде, оставляя более тяжелые изотопы в раковинах. Дополнительную информацию о прошлых климатах можно получить из обилия фораминифер и диатомовых водорослей, поскольку они, как правило, более многочисленны в теплой воде. Массовое вымирание, уничтожившее динозавров 66 миллионов лет назад, также привело к вымиранию трех четвертей всех остальных видов животных и растений. Однако глубоководные бентосные фораминиферы процветали после этого события. В 2020 году было сообщено, что исследователи изучили химический состав тысяч образцов этих бентосных фораминифер и использовали полученные данные для создания наиболее подробной климатической летописи Земли. Некоторые эндолиты имеют чрезвычайно долгую продолжительность жизни. В 2013 году исследователи сообщили о находке эндолитов на дне океана, возможно, возрастом в миллионы лет, с периодом генерации в 10 000 лет. Они медленно метаболизируют и не находятся в состоянии покоя. По оценкам, некоторым актиномицетам, обнаруженным в Сибири, около полумиллиона лет.

Зообентос

Зообентос, префикс от древнегреческого zôion — «животное», животные, обитающие в бентосе.

Фитобентосы

Фитобентос, префикс от древнегреческого phutón «растение», растения, относящиеся к бентосу, преимущественно бентические диатомовые водоросли и макроводоросли (морские водоросли).

Эндобентос

Эндобентос (или эндобентозный), префикс от древнегреческого éndon – «внутренний», обитает, зарываясь в донный грунт или роя норы в нём, часто в оксигенированном верхнем слое, например, морская перо или песочный доллар.

Эпибентос

Эпибентос (или эпибентический), префикс от древнегреческого epí – «на», обитает на поверхности донных отложений, например, как морской огурец или морской слизень, передвигающиеся по дну. В отличие от других эпифитов.

Гипербентос

Гипербентос (или гипербентос), префикс от древнегреческого hupér — «над», обитает непосредственно над донным отложением, например, треска-камбала.

Источники пищи

Основными источниками пищи для бентоса являются водоросли и органические стоки с суши. Глубина воды, температура и соленость, а также тип местного субстрата влияют на состав бентоса. В прибрежных водах и других местах, где свет достигает дна, могут активно размножаться бентосные фотосинтезирующие диатомовые водоросли. На твердом песчаном дне преобладают фильтраторы, такие как губки и двустворчатые моллюски. На мягком дне обитают детритофаги, например, полихеты. Рыбы, такие как дракончики, а также морские звезды, улитки, головоногие моллюски и ракообразные являются важными хищниками и падальщиками. Бентосные организмы, такие как морские звезды, устрицы, моллюски, морские огурцы, офиуры и морские анемоны, играют важную роль как источник пищи для рыб, например, калифорнийского барабулькового окуня, и человека.

Бентосы как биоиндикаторы

Бентхические макробеспозвоночные играют критически важную роль в водных экосистемах. Эти организмы могут использоваться для определения наличия, концентрации и воздействия загрязняющих веществ в водной среде. Некоторые загрязнители воды – такие как питательные вещества, химические вещества из поверхностного стока и металлы – оседают в донных отложениях рек, где обитает множество бентосных организмов. Бентос очень чувствителен к загрязнению, поэтому их тесное соседство с высокими концентрациями загрязняющих веществ делает этих организмов идеальными для изучения загрязнения воды. Бентос можно использовать в качестве биоиндикаторов загрязнения воды посредством оценки экологических популяций или анализа биомаркеров. При оценке экологических популяций можно выявить относительный уровень загрязнения воды. Наблюдение за численностью и разнообразием макробеспозвоночных в водоеме может указывать на степень загрязнения. В сильно загрязненных водах будет обнаружено меньшее количество организмов и только виды, устойчивые к загрязнению. При анализе биомаркеров можно получить количественные данные об объеме и непосредственном воздействии конкретных загрязняющих веществ в водоеме. Биохимические реакции внутренних тканей макробеспозвоночных можно всесторонне изучать в лабораторных условиях. Концентрация химического вещества может вызывать различные изменения, включая изменение пищевого поведения, воспаление и генетические повреждения – эффекты, которые можно обнаружить вне естественной среды обитания. Анализ биомаркеров важен для смягчения негативных последствий загрязнения воды, поскольку он позволяет выявлять загрязнение до того, как оно окажет заметное экологическое воздействие на популяции бентоса.

Обработка углерода

Органическое вещество, образующееся в освещенном слое океана и поступающее в осадки, либо потребляется организмами, либо захоранивается. Органическое вещество, потребляемое организмами, используется для синтеза биомассы или метаболизируется до углекислого газа и питательных веществ. В долгосрочной перспективе или в стационарном состоянии, то есть при неизменной биомассе бентосных организмов, бентосное сообщество можно рассматривать как "черный ящик", направляющий органическое вещество либо в метаболиты, либо в геосферу (захоронение).