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遠洋環境

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外洋

大陸棚の向こう側には外洋、つまり遠洋環境があります。 遠洋の生物群は、主に水塊によって区別されるため、温度、塩分、栄養価の違いによって特徴づけられる範囲に広く分布していることが多い。 このように、地表の循環と風の影響が熱塩循環パターンと相互に作用して、異なる動物群を持つ異なる水塊を作り出すことができる。 これらの水塊が出会う場所では興味深いプロセスが発生し、その境界で複雑な空間パターンが形成されます。 これらの環境変数がパターンの調整に大きな役割を果たしているのは明らかだが、生息地の地質学的歴史も地域の種のプールを決定する上で重要な役割を果たしている。 パナマ地峡の隆起、ドレーク海峡の開通、更新世氷河などの主要な地質学的事象は、すべて循環に大きな影響を与え、その結果、現代のコミュニティに反映されている海洋分布パターンにも大きな影響を与えた。

垂直方向に移動する種は、海洋の遠洋性生物群集において重要な役割を果たしており、表層水と深層水の間の導管を提供しています。

垂直方向に移動する種は、海洋の遠洋生物群集において重要な役割を果たしており、表層と深層の間の導管となっています。 これらの移動種は、異なる深さの水域間のエネルギー移動の手段となり、また、表層水の多様性パターンの調節が深層水や底生生物の多様性パターンに関係するメカニズムを提供することになる。 また、多くの底生生物種は、表層水の生物多様性に寄与する幼生を、多くの場合、季節的に生産している。 深海は表層の一次生産に大きく依存しているため、表層水が深海の底生生物群集に大きな影響を与えている可能性もあります。

光合成は、光が十分に透過する水柱の上部(約200m)に限られます。 その下には、深海の大陸斜面(200〜3000m)、大陸上昇(3000〜4000m)、深海平原(4000〜6500m)、海溝(6500〜1万m)などがあり、ここではこれらを「深海」の生息地としてまとめています。

先に述べたように、遠洋の生物群集は主に水塊によって区別され、世界の海にはいくつかの生物地理学的地域が存在します。 棚の生物群集と沖合の生物群集は、その構成と存在量が大きく異なる。 局所的な棚の生物群集は、沖合の生物群集よりも種数が少ないが、沿岸近くの環境における空間的な不均質性が高いため、一般的には内陸部の環境における種の豊富さが高くなる。 多様性に影響を与える主要な変数の一つは生産性であり、生産性が高く、季節的に変動する地域では種の豊富さが低下する傾向がある。 このパターンは、緯度の増加に伴い種数が減少するという一般的なパターンを説明することができる。 地域循環の特徴は、特に生産性が緯度との明確な関係を示さない沿岸環境では、この一般的なパターンを相殺する可能性がある。 多様性の変化は水柱の深さによっても観察されており、これは一次生産性が海の明るい表層に限定されていることとも一致する。 乏しい栄養状態の北太平洋の最も浅い場所は、深海よりも植物プランクトンの生産性が高く、植物プランクトンの多様性は深海の方が表層付近よりも高くなっています。 一方、動物プランクトンは、表層水で種数が多くなるという少し変わったパターンを示しています。

水深が非常に深いため、水柱と底生環境の大部分には光がなく、食物源は表層水から沈んでくる物質と隣接する棚の生息地から移入される物質です。 また、水深が深いため、周囲の圧力は浅い水域よりもはるかに高く、水温は比較的低く(<4℃)、季節や空間的な変化も浅い水域に比べて少ないです。 深海の環境が人を寄せ付けないように見えることから、初期の研究者の中には、深海は無秩序な環境、つまり生命が存在しない環境ではないかと推測した人もいました。 しかし、1960年代のHesslerとSandersの研究や、1980年代のGrassleとMaciolekの研究により、この見解は大きく変わった。 深海底の堆積物に生息する生物の密度は非常に低く、個体も非常に小さい傾向があるが、存在する種の数は通常非常に多い。 そのため、1つのサンプルに含まれる個体数は少なくても、その多くは異なる種を表しています。 この一般論は、ほとんどの深海棲息地に当てはまりますが、海溝、湧昇流域、激しい潮流のある地域、高緯度地域などは、多様性が低いことがあります。

深さに関連したパターンは底生生物のコミュニティにも見られます。

深さに関連したパターンは、底生生物群集にも見られ、大陸斜面の深さで生物多様性のピークがあり、棚や深海平原の深さでは多様性が低いことが報告されています。 このパターンは、多様性をどのように定義するかによって異なります。 単位面積当たりの種の総数では、浅い水域の生息地の方が高い値を示すことがあるが、これは個体の密度が非常に高いためである。 また、浅瀬の生息地は、堆積物の種類や、種の構成を変化させるその他の生息環境の変数の点で、数十から数百キロメートルの空間スケールでよりパッチワーク的である。 そのため、沿岸環境のサンプルをプールすると、深海の堆積物で同じ距離をプールするよりも、種の総数が多くなることがある。 サンプルが採取されたほとんどの地域では、深海と浅海のサンプルにはもう一つの重要な違いがある。 個々の深海サンプルは、一般的に浅海サンプルに比べて優占度が低く、近接したサンプル間の非類似性が高いという特徴がある。 もう一つの重要な違いは総面積です。深海の生物の密度は浅い海よりもはるかに低いのですが、深海の膨大な面積だけでも非常に多くの種を支えるのに十分です。 しかし,オーストラリアの棚のサンプルから得られたいくつかの最近の証拠によると,浅海の生物群集はサンプルスケールでも深海の生物群集に匹敵するものがあることが示唆されている。

深海の生産性が低いという一般論の大きな例外が熱水噴出孔で、1977年に初めて発見されました。 深海の科学者にとっては、新しい巨大生物が大量に生息していることが発見の大きな驚きでした。 熱水噴出孔の生物の大きさと数は、一般的な深海の生息環境とは対照的であり、化学合成細菌がマットを形成したり、複数の噴出孔の生物と共生しているからこそ可能なのである。 これらのバクテリアは、ベントで放出される硫化水素やその他の還元性化合物に依存している。 ベントが発見されて以来、これらの生物群集から20以上の新しい科、100以上の新しい属、200以上の新しい種が報告されているが、有毒な硫化水素のために多様性は非常に低い。 ベンツの生息地では、有毒な環境下でも成長できる形態の進化や、ベンツでの食物連鎖の原動力となっているバクテリアの高レベルの化学合成生産を利用した結果、固有種の数が非常に多くなっています。

深海の生息地では、他にも多様性の低いコミュニティが存在します。 湧昇域では、表層水から底質に沈んだ有機物が低酸素状態を作り出し、多くの種が死滅する可能性があるため、低い多様性が見られます。 深海の海溝では、スランピング現象が起こり、種の数が相対的に少なくなる。 また、北極圏の深海では、氷河期とそれに伴う貧酸素期に動物相の多くが失われた後、まだ回復途上にあります

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