Krill antarctique
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| Krill antarctique | |
|---|---|
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| Classification scientifique | |
| Uni: | Animalia |
| Embranchement: | Arthropoda |
| Sous-embranchement: | Crustacés |
| Classe: | Malacostraca |
| Ordre: | Euphausiacés |
| Famille: | Euphausiidae |
| Genre: | Euphausia |
| Espèce: | E. superba |
| Nom binomial | |
| Euphausia superba Dana, 1850 | |
Krill antarctique (Euphausia superba) est une espèce de krill trouvé dans les Antarctique eaux de l' océan Austral . Krill de l'Antarctique sont crevettes, les invertébrés qui vivent dans les grandes écoles, appelées essaims, atteignant parfois des densités de 10.000-30.000 animaux individuels par mètre cube. Ils se nourrissent directement sur minute phytoplancton, en utilisant ainsi le la production primaire d'énergie que le phytoplancton à l'origine dérivé du soleil afin de soutenir leur pélagiques (ouverte océan ) cycle de vie. Ils atteignent une longueur de 6 cm (2,4 in), peser jusqu'à 2 g (0,7 oz), et peut vivre jusqu'à six ans. Ils sont une espèce clé dans l'Antarctique des écosystèmes et sont, en termes de biomasse, probablement espèces animales les plus prospères de la planète (environ 500 millions de tonnes).
Systématique
Tous les membres de l' ordre de krill sont des animaux ressemblant à des crevettes de la superordre crustacé Eucarides. Leurs unités pectoral, ou thoracomers , sont joints à la carapace. La courte durée de ces thoracomers de chaque côté de la carapace rend le branchies de krill antarctique visibles à l'œil humain. Le jambes ne forment pas un structure de mâchoire, qui différencie cet ordre à partir du crabes, homards et crevettes.
Cycle de vie
Le principal saison de frai du krill antarctique est de Janvier à Mars, à la fois au-dessus du plateau continental et aussi dans la région supérieure de zones océaniques en eau profonde. De la manière typique de tous les euphausiaceans, le mâle attache un ensemble de sperme à l'ouverture du vagin de la femelle. A cet effet, la première pléopodes (pattes attachées à l'abdomen) du mâle sont construits comme des outils d'accouplement. Les femelles pondent 6,000-10,000 oeufs à la fois. Ils sont fécondé lors de leur passage par l'ouverture génitale par le sperme libéré à partir de spermatophores qui ont été attachés par les mâles.
Selon l'hypothèse classique de Marr, provenant des résultats de l'expédition du célèbre navire de recherche britannique RRS Discovery, le développement des œufs procède alors comme suit: gastrulation (développement de l'œuf dans l'embryon) se installe lors de la descente des oeufs 0,6 mm sur le plateau au fond, dans les zones océaniques à des profondeurs d'environ 2000-3000 m. À partir du moment l'oeuf éclôt, la 1 ère nauplius (c.-à-stade larvaire) commence à migrer vers la surface à l'aide de ses trois paires de pattes; l'ascension dite développement.
Les deux prochaines étapes larvaires, appelés 2 e nauplius et Métanauplius, ne pas manger toujours mais sont nourris par le reste jaune. Après trois semaines, la petite krill a terminé l'ascension. Ils peuvent apparaître en nombre énormes compter 2 par litre dans 60 m de profondeur d'eau. Plus en plus grandes, les stades larvaires supplémentaires suivent (2 e et 3 e calyptopis, 1 er au 6 e furcilia). Elles sont caractérisées par le développement croissant des jambes supplémentaires, les yeux composés et des soies (poils). À 15 mm, le krill juvénile ressemble à l'habitus des adultes. Krill atteignent la maturité après deux à trois ans. Comme tous les crustacés , le krill doit muer pour grandir. Environ tous les 13 à 20 jours, le krill versé leur chitineuse exosquelette et laisser derrière que exuvia.
Nourriture
L'intestin des E. superba peut souvent être vu vert brillant à travers la peau transparente de l'animal, une indication que cette espèce se nourrit principalement sur phytoplancton surtout très petite diatomées (20 pm), elle est filtrée à partir de laquelle l'eau avec un panier d'alimentation. Les coquilles de verre ressemblant à de la diatomées sont fissurés dans le « moulin gastrique »et ensuite digérés dans le hépatopancréas. Le krill peut également attraper et manger copépodes, amphipodes et autres petits zooplancton. L'intestin constitue un tube droit; son efficacité digestive ne est pas très élevée et donc un grand nombre de carbone est encore présent dans le excréments (voir « la pompe biologique "ci-dessous).
Dans les aquariums , le krill ont été observés à manger l'autre. Quand ils ne sont pas nourris dans des aquariums, ils se rétractent en taille après mue, ce qui est exceptionnel pour les animaux de la taille de krill. Il est probable que ce est un l'adaptation de la saisonnalité de leur approvisionnement alimentaire, qui est limité dans les mois sombres de l'hiver sous la glace.
Filtre alimentation
Krill antarctique gère d'utiliser directement la minute cellules de phytoplancton, qui aucun autre animal de la taille de krill peut faire. Pour ce faire, filtrer l'alimentation, en utilisant pattes avant très développés du krill, prévoyant un dispositif de filtrage efficace: six thoracopodes (jambes attachées au thorax ) forment un «panier d'alimentation" très efficace utilisé pour recueillir le phytoplancton de l'eau libre. Dans les beaux quartiers les ouvertures dans ce panier sont à seulement 1 m de diamètre. Dans le film lié à la gauche, le krill est en vol stationnaire à un angle de 55 ° place. À des concentrations plus faibles de produits alimentaires, le panier d'alimentation est poussé à travers l'eau pendant plus d'un demi-mètre dans une position ouverte, comme dans l'image in situ ci-dessous, et ensuite les algues sont coiffés à l'ouverture d'embouchure avec spéciaux soies (soies) sur le côté intérieur des thoracopodes.
Ice-algues ratissage
Krill antarctique peut racler la pelouse verte glace-algues de la face inférieure de la banquise . L'image de droite, prise par un ROV, montre comment la plus nager krill dans une position renversée directement sous la glace. Seulement un seul animal (au milieu) peut être vu planant dans l'eau libre. Krill ont développé des lignes spéciales de râteau soies à l'extrémité de la thoracopodes, et broutent la glace dans un zig-zag, se apparente à une tondeuse à gazon. Un krill peut effacer une zone d'un pied carré en 10 minutes environ (1,5 cm² / s). Il est relativement nouvelles connaissances que le film d'algues de glace est très bien développé sur de vastes zones, contenant souvent beaucoup plus de carbone que la colonne d'eau ci-dessous. Krill trouver une source d'énergie étendue ici, surtout au printemps.
La pompe et la séquestration du carbone biologique
Le krill est un chargeur très en désordre, et il crache souvent des agrégats de phytoplancton (des boules de broche) contenant des milliers de cellules collent ensemble. Il produit aussi des chaînes qui contiennent des matières fécales encore des quantités importantes de carbone et les verres de l'obus diatomées. Les deux sont lourds et très vite sombrer dans l'abîme. Ce processus est appelé le pompe biologique. Comme les eaux autour de l'Antarctique sont très profondes (2,000-4,000 m), ils agissent comme un dioxyde de carbone évier: ce processus exporte de grandes quantités de carbone (fixe de dioxyde de carbone , CO 2) de la biosphère et séquestre pendant environ 1000 années.
Si le phytoplancton est consommée par d'autres composantes de l'écosystème pélagique, la plupart du carbone reste dans les couches supérieures. Il ya des spéculations que ce processus est l'un des plus importants mécanismes de rétroaction biologique de la planète, peut-être la plus importante de tous, poussés par une biomasse gigantesque. Plus de recherches sont encore nécessaires pour quantifier l'écosystème de l'océan Austral.
Particularités biologiques
Bioluminescence
Krill sont souvent désigné comme la lumière crevettes parce qu'ils ne peuvent émettre de la lumière, produit par organes bioluminescents. Ces organes sont situés sur différentes parties du corps de l'individu krill: une paire d'organes à la pédoncule oculaire (cf. l'image de la tête au-dessus), une autre paire sur les hanches de la 2 e et 7 e thoracopodes et organes singuliers sur les quatre pleonsternites. Ces organes lumineux émettent une lumière jaune-vert périodiquement, pour un maximum de 2 à 3 secondes. Elles sont considérées de façon très développées qu'elles puissent être comparées avec une torche: un réflecteur concave dans le fond de l'organe et une lentille à l'avant des guides de la lumière produite, et tout l'organe peut être tourné par les muscles. La fonction de ces feux ne est pas encore entièrement compris; certaines hypothèses ont suggéré qu'ils servent à compenser l'ombre du krill sorte qu'ils ne sont pas visibles aux prédateurs d'en bas; autres spéculations soutiennent qu'ils jouent un rôle important dans accouplement ou la scolarisation dans la nuit.
Organes bioluminescents du krill contiennent plusieurs substances fluorescentes. Le composant majeur a un maximum fluorescence à une excitation de 355 nm et une émission de 510 nm.
réaction de fuite
Krill utiliser un échapper à la réaction de se soustraire prédateurs, piscine arrière très rapidement en retournant leur telson. Ce modèle de piscine est également connu comme homard. Krill peut atteindre des vitesses de plus de 60 cm / s. Le le temps de déclencher optique stimulus est, malgré les basses températures, seulement 55 mme.
L'œil composé
Bien que les utilisations et pour des raisons derrière le développement de leurs massifs noir yeux composés restent un mystère, il ne fait aucun doute que le krill de l'Antarctique ont une des structures les plus fantastiques pour vision voit dans la nature.
Comme mentionné ci-dessus, le krill peut diminuer en taille d'une mue à l'autre, qui est généralement considéré comme une stratégie de survie pour se adapter aux fournitures alimentaires limitées (un corps plus petit a besoin de moins d'énergie, ce est à dire, de la nourriture). Cependant, les yeux de l'animal ne rétrécissent pas quand cela arrive. Le rapport entre la taille des yeux et la longueur du corps a donc été trouvé pour être un indicateur fiable de la famine.
Répartition géographique
Krill antarctique se trouvent pressaient les eaux de surface de l' océan Austral ; ils ont une répartition circumpolaire, avec les concentrations les plus élevées se trouvent dans le Atlantique secteur.
La limite nord de l'océan Austral avec ses Atlantique, l'océan Pacifique et l'océan Indien secteurs est défini de façon plus ou moins par la convergence antarctique, un front circumpolaire où l'eau de surface de l'Antarctique froid submerge-dessous de la plus chaude les eaux subantarctiques. Ce front se étend à peu près à 55 ° Sud; à partir de là sur le continent, l'océan Austral couvre 32 millions kilomètres carrés. Ce est 65 fois la taille de la Mer du Nord . Dans la saison d'hiver, plus des trois quarts de cette région se est couverte de glace, alors que 24 millions de kilomètres carrés deviennent libre de glace en été. Les températures de l'eau comprises entre -1,3 et 3 ° C .
Les eaux de l'océan Austral forment un système de courants. Chaque fois qu'il ya une West Wind Drift, les couches de surface se déplace autour de l'Antarctique, en direction est. Près du continent, le East Wind Drift va dans le sens antihoraire. A l'avant entre les deux, un grand tourbillons se développent, par exemple, dans le Mer de Weddell. Les écoles de krill dérivent avec ces masses d'eau, d'établir un seul stock tout autour de l'Antarctique, avec échange de gènes sur l'ensemble de la région. Actuellement, il ya peu de connaissances sur les schémas de migration précises depuis krill individu ne peut pas encore être étiqueté de suivre leurs mouvements.
Position dans l'écosystème de l'Antarctique
Krill antarctique est le espèces clés de la Antarctique écosystème, et fournit une source importante de nourriture pour les baleines , phoques, les léopards de mer, otaries à fourrure, Phoques crabiers, calmar, poisson des glaces, les pingouins , les albatros et de nombreuses autres espèces d' oiseaux . phoques crabiers ont même développé dents spéciales comme une adaptation à attraper cette source de nourriture abondante: son plus insolite multilobées dents permettent cette espèce de tamiser krill de l'eau. Sa dentition ressemble à une passoire parfait, mais comment il fonctionne dans le détail est encore inconnue. Phoques crabiers sont le sceau le plus abondant dans le monde; 98% de leur alimentation est constitué de E. superba. Ces joints consomment plus de 63 millions tonnes de krill chaque année. Des léopards ont développé dents similaire (45% de krill dans le régime alimentaire). Tous les phoques consomment de 63 à 130.000.000 tonnes, toutes les baleines 34-43000000 tonnes, oiseaux 15-20000000 tonnes, calmar 30-100000000 tonnes, et les poissons de 10 à 20.000.000 tonnes, en ajoutant jusqu'à 152 à 313.000.000 tonnes de la consommation de krill chaque année.
L'étape de taille entre le krill et sa proie est exceptionnellement élevé: il faut généralement trois ou quatre étapes de la 20 um petite cellules de phytoplancton à un organisme de krill entreprises (via petite copépodes, grands copépodes, mysidacés à 5 cm de poisson ). L'étape suivante de la taille dans le chaîne alimentaire aux baleines est également énorme, un phénomène ne se trouve dans le Écosystème de l'Antarctique. E. superba ne vit que dans l'océan Austral. Dans l'Atlantique Nord, Meganyctiphanes norvegica et dans le Pacifique, Euphausia pacifica sont les espèces dominantes.
La biomasse et la production
La biomasse du krill antarctique est estimé entre 125 à 725.000.000 tonnes, faisant E. superba Les espèces animales les plus réussies sur la planète . Il convient de noter que de tous les animaux visibles à l'œil nu certains biologistes pensent que les fourmis fournissent la plus grande biomasse (mais cette spéculation ajoute des centaines d'espèces différentes) tandis que d'autres spéculent qu'il pourrait être le copépodes, mais cela aussi serait la somme de plusieurs centaines d'espèces qui existent sur la planète. Pour avoir une idée de la biomasse de E. superba contre celle des autres espèces: Le rendement total non-krill de tous les pêches mondiales, poissons, crustacés, céphalopodes et le plancton est d'environ 100 millions de tonnes par an tandis que les estimations de la production de krill antarctique sont entre 13 millions à plusieurs milliards de tonnes par an.
La raison krill antarctique sont en mesure de construire une telle biomasse élevée et la production est que les eaux autour de l'Antarctique continent de glace abritent une des plus grandes assemblages de plancton dans le monde, peut-être le plus grand. L'océan est rempli phytoplancton; que l'eau monte des profondeurs à la surface de inondé de lumière, il apporte les éléments nutritifs de tous les océans du monde nouveau dans le zone photique où ils sont à nouveau disponibles pour les organismes vivants.
Ainsi la production primaire - la conversion du rayonnement solaire en biomasse organique, la base de la chaîne alimentaire - a une fixation annuelle de carbone comprise entre 1 et 2 g / m² dans l'océan ouvert. Près de la glace, il peut atteindre 30 à 50 g / m². Ces valeurs ne sont pas exceptionnellement élevé, par rapport à des zones très productives, comme la Mer du Nord ou régions d'upwelling, mais la zone sur laquelle il se déroule est tout simplement énorme, même par rapport à d'autres grands producteurs primaires tels que les forêts tropicales . En outre, durant l'été austral, il ya de nombreuses heures de lumière du jour pour alimenter le processus. Tous ces facteurs font que le plancton et le krill une partie essentielle de la écocycle de la planète.
Refuser avec rétrécissement la banquise
Il ya des préoccupations que la biomasse globale de krill antarctique a diminué rapidement au cours des dernières décennies. Certains scientifiques ont spéculé cette valeur étant aussi élevé que 80%. Cela pourrait être causé par la réduction de la banquise zone en raison de réchauffement de la planète . Le graphique de droite représente la hausse des températures de l'océan Austral et la perte de la banquise (sur une échelle inversée) au cours des dernières années 40 années. Krill antarctique, en particulier dans les premiers stades de développement, semblent avoir besoin les structures de la banquise afin d'avoir une bonne chance de survie. La banquise fournit des fonctionnalités de grottes naturelles comme laquelle le krill utilise pour échapper à leurs prédateurs. Dans les années de conditions de glace à faible pack les krill ont tendance à céder la place à salpes, une zone de libre-flottante en forme de tonneau filtrer alimentation qui broute également de plancton.
L'acidification des océans
L'acidification des océans due à l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone semble être un autre défi à krill de l'Antarctique car il sera pour de nombreux organismes calcifiants tels que les coraux ou les moules bivalves ou les escargots. L'exosquelette krills contient du carbonate, qui est susceptible de dissolution sous faible conditions de pH. Il ne est cependant pas sait actuellement que le carbonate de calcium ou le moins stable formulaire de aragonite de carbonate forme l'exosquelette du krill. On ne sait actuellement sur les effets que l'acidification des océans pourrait avoir sur le krill, mais il est à craindre que cela pourrait avoir un impact significatif sur sa répartition, l'abondance et la survie car elle semble avoir des effets sur sa capacité à muer et de grandir ou de ses comportements.
Pêches
La pêche du krill antarctique est de l'ordre de 100 000 tonnes par an. Les grandes nations de pêche sont le Japon et la Pologne . Les produits sont utilisés en grande partie dans le Japon comme un délicatesse et dans le monde entier comme aliment pour animaux et les poissons appâts. Pêcheries de krill sont difficiles à utiliser à deux égards importants. Tout d'abord, un filet de krill doit avoir mailles très fines, produisant une très haute traînée, ce qui génère un arc vague qui dévie le krill sur les côtés. Deuxièmement, mailles fines ont tendance à obstruer très rapide. En outre, les filets fines ont également tendance à être très délicate, et les premiers filets de krill déchiré lors de la pêche à travers les bancs de krill.
Encore un autre problème apporte la capture de krill à bord. Lorsque le filet complet est transporté hors de l'eau, les organismes compriment l'autre, résultant en grande perte des liquides du krill. Des expériences ont été menées pour pomper le krill, tout en restant dans l'eau, à travers un grand tube à bord. Filets de krill spéciaux sont également en cours de développement. Le traitement du krill doit être très rapide car le cliquet se dégrade en quelques heures. objectifs de traitement se séparent la partie postérieure musculaire de la partie avant et la séparation du armure de chitine, afin de produire des produits givrés et de se concentrer poudres. Sa haute teneur en protéines et en vitamines rend krill tout à fait approprié à la fois pour la consommation humaine directe et de l'industrie d'alimentation animale.
Visions futures et génie océanique
Malgré le manque de connaissances disponibles sur l'ensemble de l'écosystème de l'Antarctique, des expériences à grande échelle impliquant krill sont déjà effectués pour augmenter la séquestration du carbone: dans de vastes régions de l'océan Austral, il ya beaucoup d'éléments nutritifs, mais toujours, le phytoplancton ne pousse pas beaucoup. Ces zones sont appelées HNLC (haute nutritive, faible teneur en carbone). Le phénomène est appelé Antarctique Paradox, et se produit parce que le fer est manquant. Relativement petites injections de fer à partir de navires de recherche déclenchent très grandes fleurs, couvrant de nombreux miles. L'espoir est que ces exercices à grande échelle seront puiser dans le dioxyde de carbone en compensation de la combustion de combustibles fossiles . Le krill est le joueur clé dans ce processus, la collecte des cellules de plancton minutes qui fixent le dioxyde de carbone et la conversion de la substance au carbone-rapidement sombrer dans la forme de billes de broche et les chaînes fécaux.
