Badanie przeprowadzone przez naukowców w São Paulo na nowo zdefiniowało górną granicę strefy mezofotycznej w południowo-zachodnim Atlantyku na 15–18 metrów, podważając poprzednie szacunki dotyczące 30 metrów i ujawniając wyraźne różnice ekologiczne i gatunkowe na tej głębokości. Źródło: SciTechDaily.com
Naukowcy niedawno ustalili pionowe granice subtropikalnego regionu oceanicznego wzdłuż wybrzeża Ameryki Południowej. Odkryli, że górna granica strefy mezotroficznej w rzeczywistości znajduje się w płytszych wodach, niż wcześniej sądzono.
Naukowcy z Uniwersytetu Federalnego w São Paulo (UNIFESP) i Uniwersytetu w São Paulo (USP), finansowani przez FAPESP, po raz pierwszy dokładnie zdefiniowali pionowe granice środowisk morskich w południowo-zachodnim Atlantyku. Obszar ten obejmuje strefy przybrzeżne i przybrzeżne wzdłuż atlantyckiego wybrzeża Ameryki Południowej.
Wyniki badania opisano w artykule opublikowanym w czasopiśmie Badania środowiska morskiego.
Głównym odkryciem jest górna granica strefy mezofotycznej, obszar „środkowego światła” pomiędzy jasno oświetloną powierzchnią oceanu a najciemniejszymi głębinami. Dolna granica strefy mezofotycznej to najdalsza granica, na jaką światło słoneczne może przeniknąć do oceanu.
W poprzednich badaniach górna granica tej strefy znajdowała się na głębokości 30 m, ale pomiary autorów dotyczące penetracji światła i inwentaryzacji ryb wykazały, że w subtropikalnym regionie przybrzeżnym znajduje się ona na głębokości od 15 m do 18 m.
Murena cętkowana (Gymnothorax Moringa), na dole kadru, otoczony przez ławicę pomruków Tomtate (Haemulon aurolineatum), Klenie morskie (Kifos spp.) i końskie oko (Caranx latus), z jedną wiewiórką (Holocentrus adscensionis), w Saco da Banana niedaleko „Snake Island”, właściwie zwanej Ilha da Queimada Grande. Źródło: LabecMar-UNIFESP
„Oprócz ilości światła, które na tej głębokości stanowi zaledwie 10% padania światła powierzchniowego, wykryliśmy inną faunę ryb, a także gatunek które krążą pomiędzy strefą płytką i mezofotyczną” – powiedziała Maisha Gragnolati, pierwsza autorka artykułu. Badanie przeprowadzono podczas jej studiów magisterskich z zakresu różnorodności biologicznej oraz ekologii morza i wybrzeża w Instytucie Nauk o Morzu (IMAR-UNIFESP) w Santos (stan São Paulo, Brazylia).
Zdaniem badaczy rozbieżność pomiędzy powszechnie spotykaną w literaturze naukowej klasyczną definicją (30 m) a ich ustaleniem (18 m) wynika z faktu, że większość dotychczas publikowanych badań prowadzona była w rejonach tropikalnych nad Zwrotnikiem Koziorożca, natomiast Południowo-zachodni Atlantyk jest w większości subtropikalny (poniżej tej linii).
„Kolejną kluczową kwestią jest to, że badania zwykle koncentrują się na rafach koralowych, ale rafy skaliste są znacznie częstsze w regionach subtropikalnych i wiążą się z zupełnie innymi interakcjami ze światłem i żyjącymi tam organizmami” – powiedział Fábio Motta, ostatni autor artykułu i profesor w UNIFESP stowarzyszonym z Laboratorium Ekologii i Ochrony Morza (LabecMar).
Badanie było częścią projektu „Nauka stosowana do zarządzania użytkowaniem publicznym i granic wiedzy o morskich obszarach chronionych: od doświadczeń odwiedzających do różnorodności biologicznej subtropikalnych raf mezofotycznych”, wspieranego przez FAPESP w ramach programu badawczego dotyczącego charakterystyki różnorodności biologicznej, ochrony, przywracania i zrównoważonego rozwoju Use (BIOTA), z Mottą jako głównym badaczem.
Wybrzeże Sao Paulo
W ramach badania naukowcy zmierzyli temperaturę, głębokość i przenikanie światła, a także zinwentaryzowali ukształtowanie terenu i gatunki ryb wokół wysp w trzech jednostkach ochrony środowiska morskiego stanu São Paulo: Park Stanowy Laje de Santos, Obszar Ochrony Środowiska Morskiego Central Coast i Stacja ekologiczna Tupiniquins. Przeanalizowali łącznie 12 skalistych raf.
W punktach poboru próbek badacze wykorzystali BRUV (odległe podwodne stacje wideo z przynętą, wyposażone w wodoodporne kamery na statywach, latarkę i długie ramię trzymające kawałek sardynki jako przynętę) do badania skupisk ryb w płytkich i mezofotycznych siedliskach na głębokościach od 6 do 6 m. m i 43 m. Filmowali przez godzinę i rejestrowali temperaturę wody, głębokość i pobliskie ukształtowanie terenu. Penetracja światła została oszacowana przy użyciu międzynarodowej bazy danych oceanów. Dane te oraz zidentyfikowane gatunki ryb pomogły w określeniu górnej granicy strefy mezofotycznej, do której dociera jedynie 10% światła padającego na powierzchnię morza.
„Przenikanie światła bezpośrednio wpływa na produkcję pierwotną, więc jest mniej organizmów, które potrzebują światła fotosynteza [i.e. plants]. Zgodnie z oczekiwaniami w tym regionie nie znaleziono żadnych ryb roślinożernych” – powiedział Gragnolati.
Przeanalizowali filmy za pomocą oprogramowania, które zidentyfikowało gatunki ryb, a także wykorzystało obrazy do zliczenia i zmierzenia ryb, oszacowania ich względnej liczebności oraz określenia ilościowego biomasy na danym obszarze.
Gatunki sklasyfikowano według diety (mięsożerne, roślinożerne lub wszystkożerne) oraz tego, czy były celami połowów w regionie. Różnica w różnorodności pomiędzy strefą mezofotyczną a płytką wyniosła 73%. Grupa ośmiu gatunków stanowiła połowę różnicy między obiema strefami.
Porgy czerwony lub dorada zwyczajna (Pagrus pagrus) i okoń piaskowy (Diplektrum formosum) były gatunkami najczęściej obserwowanymi w strefie mezofotycznej, natomiast chrząkacz tomtate (Haemulon aurolineatum) był gatunkiem najczęściej odnotowanym w strefie płytkiej.
„Badanie wykazało również skutki ekologiczne jednostek ochrony środowiska morskiego podlegających pełnej ochronie, w których nie zezwala się na połowy. Na przykład w Parku Stanowym Laje de Santos bogactwo gatunków było 2,5 razy większe, a biomasa gatunków docelowych była ośmiokrotnie większa niż na obszarach, na których dozwolone jest połowy” – powiedział Motta.
Wybrzeże São Paulo jest objęte największą ochroną morską w Brazylii – pewien stopień ochrony obejmuje 53,7% regionu – a mimo to liczba gatunków morskich zagrożonych wyginięciem jest również najwyższa w kraju. Zakaz wędkowania obowiązuje jedynie w 5,7% regionu.
Odniesienie: „Pionowa struktura skupisk ryb rafowych i penetracja światła ujawniają nowe granice ekosystemów mezofotycznych w subtropikalnym południowo-zachodnim Atlantyku” autorstwa Maishy Gragnolati, Fernandy A. Rolim, Guilherme H. Pereira-Filho, Ana Clara S. Athayde, Áurea M. Ciotti i Fabio S. Motta, 27 kwietnia 2024 r., Badania środowiska morskiego.
DOI: 10.1016/j.marenvres.2024.106527
Badanie zdobyło nagrodę za najlepszą prezentację ustną na początku maja podczas brazylijskiego spotkania na rafie (EReBra), które odbyło się w Niterói (stan Rio de Janeiro).
Badanie zostało sfinansowane przez Fundację Badawczą w São Paulo.
