Antarktisk krill

Antarktisk krill
Antarktisk krill (Euphausia superba)

Antarktisk krill ( Euphausia superba )

Systematikk
Understamme : Krepsdyr (krepsdyr)
Klasse : Høyere krabber (Malacostraca)
Bestilling : Lette reker (Euphausiacea)
Familie : Euphausiidae
Sjanger : Euphausia
Type : Antarktisk krill
Vitenskapelig navn
Euphausia superba
Dana , 1850

Den antarktiske krillen ( Euphausia superba ) er en art av krepsdyr fra familien Euphausiidae at livet i Sørishavet i farvannene rundt Antarktis . Som andre arter kjent som krill , er Euphausia superba en av de rekelignende virvelløse dyrene som lever i store skoler . En slik sverm kan inneholde 10.000 til 30.000 individer per kubikkmeter vann. Krepsdyrene spiser planteplankton , som bygger opp kroppssubstansen ved hjelp av fotosyntese fra karbondioksid og næringsstoffer; de bruker primærproduksjonen av planteplankton for å kunne lede sin pelagiske livsstil i det åpne hav . Som matkilde for alle større dyr i Antarktis, er den antarktiske krillen en nøkkelart i det antarktiske økosystemet. Basert på sin biomasse på rundt 500 millioner tonn , er arten trolig den mest vellykkede dyrearten i verden.

Den antarktiske krillen når en kroppslengde på maksimalt seks centimeter. Dyrene veier opptil to gram og kan oppnå en maksimal alder på seks år.

Systematikk

Alle medlemmer av ordenen Euphausiacea er rekelignende krepsdyr fra foreldrene til Eucarida . I disse er brystplatene eller thoracomerer koblet til karapacen . På grunn av korthet i disse thoracomerene er gjellene synlige fra utsiden. De fremste benparene ( thoracopods ) danner med dem ingen munndeler i form av Maxillipoden, ettersom andre høyere krepsdyr som decapods er tilfelle (Decapoda).

utvikling

Eggene legges nær overflaten og begynner å synke. I det åpne havet synker de i omtrent ti dager. Nauplius klekker på en dybde på rundt 3000 meter.

Den viktigste gytesesongen av krill er fra januar til mars, med egg blir lagt både på sokkelen og i overflatevannet i dypvanns hav områder. Som med alle krillarter, fester hannen en sædpakke til kvinnens kjønnsåpning. For dette formålet forvandles de første bena i magen, pleopods , til parringsorganer. Hunnene legger 6.000-10.000 egg, hver 0,6 mm i størrelse, av gangen, som blir befruktet når sædpakken passerer .

I følge hypotesen til den britiske forskeren Marr, som han laget basert på resultatene av forskningsreisen til det velkjente Discovery , foregår utviklingen av eggene i følgende trinn: Embryonal utvikling , spesielt gastrulering , skjer under senking av eggene til den antarktiske havbunnen i 3000 meters dybde. Så snart larven, en typisk nauplius, klekker ut fra egget, begynner den å stige til vannoverflaten ( utviklingsstigning ).

I likhet med det første nauplius- stadiet spiser de neste to larvestadiene, kjent som den andre nauplius og metanauplius , utelukkende på deres eggeplommer, og spiser ikke annen mat. Etter omtrent tre uker vil krillen ha nådd overflatevannet igjen, og larven vil vokse gjennom ytterligere larvestadier. Disse forskjellige stadiene kjennetegnes først og fremst av det økende antall ben, samt utviklingen av sammensatte øyne og børsting. Med en kroppslengde på rundt 15 millimeter har de unge krabber samme habitus som foreldrene sine, men fortsetter å vokse og nå seksuell modenhet etter to eller tre år. For hver vekstspurt er det en molte , som foregår omtrent hver 13. til 20. dag, og i løpet av hvilken hele kitinskallet fornyes.

ernæring

Hodet til den antarktiske krillen. Det lysende organetøyestengelen og nervene i antennene , kråsen og filternettet til thoracopods med krokene på spissen kan gjenkjennes.

Krillens tarm kan ofte gjenkjennes som en grønn gjennomsiktig struktur gjennom den gjennomsiktige huden. Dette vil avsløre at Krill hovedsakelig er tilført grønne, fotosyntetiske opererte diatomer , plukket opp av et filterapparat (se nedenfor). Skjellene på kiselalgene knuses i tarmkanalen og deretter fordøyes algene i hepatopankreas .

I tillegg til disse alger, krillfangster og dyreplankton som humle Linge (copepods) og amphipods (amphipods). Tarmen danner et rett rør og fordøyelsen er relativt ineffektiv, noe som betyr at utskillelsene fortsatt inneholder en stor mengde ufordøyd mat. I akvariet ble det også observert at krillkrabber også spiser sine spesifikasjoner når de mangler mat ( kannibalisme ).

Elektronmikroskopbilde av et komplekst øye - hos levende dyr er øynene dype sorte

Hvis det ikke er nok mat, krymper krabbene og fortsetter å kaste huden regelmessig. Denne responsen er unik blant dyr på størrelse med krill og blir sett på som en tilpasning til sesongmessig matmangel den antarktiske vinteren, når det ikke er noe lys for fotosyntese. Imidlertid forblir de komplekse øynene uendret, og derfor er forholdet mellom øynens diameter og krabbenes høyde et godt mål på mengden ernæring.

Filter

Krillfiltrering i høy konsentrasjon av plankton. Se også sakte film (300 bilder / sek; 490 kB).

Antarktisk krill er i stand til å bruke de små planktoncellene i det antarktiske vannet, som ingen andre, høyere organismer kan bruke som mat. Dette skjer gjennom en filtermekanisme, der de fremre, spesielt redesignede bena brukes: De seks thoracopodene danner en samlekurv som plankton blir plukket opp fra vannet. Denne kurven lukkes så tett at det ikke er hull på mer enn ett mikrometer mellom bena og bustene som er festet til dem. Når fôrkonsentrasjonen er lav, åpnes oppsamlingskurven, skyves over en halv meter gjennom vannet, og algene som har sittet fast blir transportert til munnen via en spesiell enhet laget av kambør på innsiden av bena.

Ispil

Antarktisk krill som spiser isalger . Isflaten til venstre er grønn. Dette bildet er tatt med en ROV .

Antarktisk krill kan beite på den grønne is-alge plenen som vokser på undersiden av pakkeisen . Bildet motsatt viser en slik beitesverm. Dyrene har spesialiserte bust i endene av thoracopods som kan skrape av alger fra isen som en rake . En krillkrabbe kan beite et område på en kvadratmeter på bare ti minutter. Kunnskapen om at algeplenen dannes over store områder under isen er fortsatt relativt ny. Denne plenen inneholder ofte mer brukbar mat enn hele området med åpent vann under. Dette er en viktig kilde til ernæring for krill, spesielt om våren.

"Biologisk pumpe" og karbonfiksering

In situ- bilde tatt opp med en ecoSCOPE . En grønn spyttkule er synlig nederst til høyre, en grønn avføringstråd nederst til venstre.

Når du spiser, spytter krillen av og til byområder av tusenvis av alger i form av en spyttkule, og dens utskillelser inneholder også en stor andel ufordøyd alger innenfor skallene på de inntatte kiselalgene. Begge er relativt tunge og synker følgelig til større dyp. Dette er kjent som hav snø eller som en “biologisk pumpe”, ved hjelp av hvilken store mengder karbon synke ned til dybder på 2000 til 4000 meter og kan lagres der, bundet som en karbon reservoar , i over 1000 år.

Noe av karbonet blir fanget opp og absorbert av andre organismer i de øvre vannlagene, slik at det blir værende her. Det antas at dette er en av de største biologiske tilbakemeldingsprosessene på jorden, siden krabber representerer en gigantisk biomasse og følgelig produserer mye karbonrester. Forskningen på dette har ennå ikke kommet så langt.

Biologiske egenskaper

Bioluminescens

Misfarging av vann av bioluminescerende krillkrabber

Krillkrabber blir ofte referert til som lysende reker fordi de er i stand til å produsere lys ved hjelp av spesielle organer som bioluminescens . Disse organene finnes i forskjellige deler av kroppen. Det er et par lysgraver på øyestenglene, ytterligere par på hofteleddene ( coxae ) i andre og syvende thoracopods, og individuelle organer på de fire sternittene i magen ( pleon ). Lysorganene produserer blått lys (ca. 490 nm), muligens i form av periodiske lysglimt.

Strukturen til lysorganene er sammenlignbar med en lommelykt . De har en konkav reflektor i lysgropen og en linse som lukker gropen. Ved hjelp av muskler kan hele organet flyttes. Lysets funksjon er ennå ikke helt avklart. Det er en hypotese der gløden skal kompensere for skyggen av dyrene slik at de ikke lett kan gjenkjennes av rovdyr. En annen antagelse er at lysorganene spiller en viktig rolle i å finne en partner og danne svermer om natten.

Lysorganene inneholder flere fotoaktive stoffer, hvor hovedstoffet har maksimal fluorescens med en eksitasjon på 355 nanometer og en utslipp på 510 nanometer.

Rømningsreaksjon

Krillkrabber har en veldig spesifikk form for flyrespons for å rømme rovdyr. I dette tilfellet svømmer du veldig raskt bakover og får den nødvendige fremdriften ved å slå bevegelser med telson . Denne formen for svømming blir ofte referert til som "hummering" fordi andre kreftformer også bruker den. På denne måten kan krillkrabber nå hastigheter på 60 centimeter per sekund. Reaksjonstiden til den optiske stimulansen er 55 millisekunder og er en veldig rask reaksjon, spesielt i kaldt vann.

Geografisk fordeling

Krill-distribusjon på et NASA / SeaWIFS- kart - hovedkonsentrasjonene finnes i det skotske havet og på den antarktiske halvøya

Antarktisk krill befolker overflatevannet i Sørishavet . Den har en sirkumpolar fordeling med en hovedkonsentrasjon på Atlanterhavsområdet .

Den nordlige grensen til Sørhavet går langs Antarktisk konvergens , dvs. området der det kalde vannet i Antarktis blandes med det varmere vannet i Atlanterhavet, Stillehavet og det indiske hav . Denne grensen er omtrent langs den 55. breddegrad og sørbreddegrad. Sørhavet strekker seg følgelig fra denne grensen til det antarktiske kontinentet over en vannoverflate på rundt 32 millioner kvadratkilometer. Om vinteren er rundt tre fjerdedeler av denne vannoverflaten dekket av is, om sommeren er imidlertid rundt 24 millioner kvadratkilometer isfri. Vanntemperaturen varierer fra -1,3 til 3 grader Celsius.

Sørhavet består av et komplekst strømsystem. I vestlig vind driver overflatestrømmene rundt Antarktis østover. I nærheten av landmassen går vindstrømmen mot klokken. I randsonen til de to elvene utvikler det seg store virvler kjent som dødt vann , for eksempel i Weddellhavet . De skoler av krill drift med disse strømmer og således danne en enkelt populasjon som inkluderer hele Antarktis. Det er en kontinuerlig strøm av gener i hele området. Lite er kjent om de eksakte trekkveiene, ettersom enkelte krillkrabber hittil ikke har vært i stand til å bli merket for telemetriske undersøkelser på store avstander. Det er derfor ennå ikke mulig å spore de detaljerte bevegelsesmønstrene.

Posisjon i det antarktiske økosystemet

Den antarktiske krillen er arten som spiller en nøkkelrolle i det antarktiske økosystemet. Det er den grunnleggende matkilden for alle hvaler , sel , pingviner og andre sjøfugler, så vel som det meste av fisken i Antarktis. Selarten, kjent som krabbeeter, har til og med utviklet spesielle tenner for å tilpasse seg krillens diett, som på grunn av sin struktur gjør det mulig for dem å sile krillen ut av vannet. De er selene som er mest spesialiserte i en matkilde. 98 prosent av kostholdet deres består av antarktisk krill, hvorav de bruker rundt 63 millioner tonn per år. Oppsummert forbrukes opptil 130 millioner tonn krill årlig av sel, 43 millioner tonn av hval, 15 til 20 millioner tonn av fugler, opptil 100 millioner tonn blekksprut og opptil 20 millioner tonn fisk.

Størrelsesforskjellen mellom krill og mat, de omtrent 20 mikrometer store alger, og mellom krill og dens jegere, som inkluderer blåhvalen , det største levende dyret av alle, er veldig stor. Disse forholdene er unike i verden. I Nord-Atlanteren er Meganyctiphanes norvegica den dominerende krillarten, i Nord-Stillehavet Euphausia pacifica .

Biomasse og produksjon

Den totale biomassen av antarktisk krill er anslått til 125 til 725 millioner tonn. Dette skiller E. superba som den mest vellykkede dyrearten i verden. Det skal bemerkes at noen biologer diskuterer om maur gir den største biomassen av alle dyr som er synlige for det blotte øye . Imidlertid inkluderer denne gruppen over 10.000 arter . Det samme gjelder copepods inkluderer arter (Copepoda), som også hundrevis. Til sammenligning: den årlige fangsten av all fisk og andre marine dyr er for tiden rundt 100 millioner tonn, mens estimater for den årlige biomasseproduksjonen av krill varierer fra 13 millioner til flere milliarder tonn.

Årsaken til disse enorme reproduksjonshastighetene er at vannet rundt den antarktiske ishyllen representerer et av de største konsentrasjonsområdene for plankton, om ikke det største. Fordi de dype strømningene kommer opp her på grunn av oppsvelling , forsynes området med en så enorm mengde næringsstoffer som ikke finnes i noe annet havområde. Vannet er tilsvarende mettet med planteplankton.

Normalt er primærproduksjonen , dvs. omdannelsen av sollys og næringsstoffer til brukbare karbonforbindelser med høy energi, ett til to gram per kvadratmeter per år i havet. I området Antarktis øker den til verdier på opptil 30 gram per kvadratmeter per år. Sammenlignet med andre svært produktive marine regioner som Nordsjøen , er dette tallet ikke så ekstremt høyt, men i forhold til det enorme området er det gigantisk, selv når det sammenlignes med de tropiske regnskogene , som også har en stor mengde biomasse og årlig primærproduksjon. Så er det de lange, solfylte dagene i den antarktiske sommeren.

Temperatur og pakkeisområde (basert på data fra Loeb et al. 1997). Isskalaen (til høyre) er invertert for å vise sammenhengen . Den horisontale linjen er frysepunktet . Den skrånende linjen er gjennomsnittstemperaturen, i 1995 nådde den frysepunktet.

fiske

Årlig fangst av E. superba , ifølge FAO- data

Fiskeandelen av antarktisk krill er over 230 000 tonn per år (per 2013, FAO ). De viktigste fangstnasjonene er Japan og Polen . I Japan blir produkter laget av krill betraktet som en delikatesse, i andre regioner rundt om i verden brukes krill hovedsakelig som dyrefôr eller fiskebete. Krillfisket er problematisk av to hovedårsaker:

Først og fremst må nettet være veldig tettmasket, noe som gir det en veldig høy motstand i vannet. Dette skaper en bølge som avbøyer krabbene sidelengs. I tillegg er spesielt fine garn veldig følsomme. De første utviklede krillnettene ble derfor revet da de ble brukt.

Det andre problemet er å hale i nettet. Når nettet er fullt og trukket ut av vannet, knuser krepsdyrene hverandre på grunn av massen, og hoveddelen av kjøttet blir presset ut. I eksperimenter ble krillen pumpet gjennom rør om bord; spesielle nettverk utvikles også. Behandlingen må gjøres veldig raskt, siden dyrene autolyseres innen få timer . For dette er de muskuløse halene vanligvis skilt fra frontkroppen og frigjort fra kitinskallet, hvorpå de blir frosset eller malt til pulver. Produktene laget av krill inneholder høye konsentrasjoner av proteiner og vitaminer som gjør dem verdifulle for konsum og fôring.

Global oppvarming og forsuring av havene

Man frykter at global oppvarming kan ha en ødeleggende effekt på Antarktis krillaksjer. Studier viser at en reduksjon i den antarktiske havisen fører til lavere krillpopulasjoner, da spesielt larvene og ungdyrene er avhengige av isalgene om vinteren. Det er også bekymring for effekten av høye nivåer av karbondioksid i Antarktis og den tilhørende forsuring av havene. Siden krills kitinskall i stor grad består av kalsiumkomponenter, er det veldig utsatt for syre. Eksperimenter har vist at unge dyr ikke lenger er i stand til å klekke i veldig høye CO 2 -konsentrasjoner. Selv med en moderat økning i karbondioksid, viser de utviklingsproblemer. Siden krill spiller en så sentral rolle i det antarktiske økosystemet, kan til og med en moderat nedgang i befolkningen ha svært vidtrekkende effekter på det globale økosystemet.

Fremtidsvisjoner og "Ocean Engineering"

Til tross for svært lite kunnskap om hele det antarktiske økosystemet, er det startet flere langsiktige studier med krill for å øke karbonfiksering . Det er enorme mengder næringsstoffer i store regioner i Sørishavet. Allikevel er det ikke mye vekst av planteplankton her. Disse områdene er kjent som HNLC ( høyt næringsstoff, lite klorofyll ), og selve fenomenet er kjent som Antarktis paradoks . Hovedårsaken er mangelen på jernioner . Relativt små mengder jern fra forskningsfartøyer kan føre til algblomstring i disse områdene . En av fremtidens visjoner er at en tilstrekkelig tilførsel av jern i disse områdene kan føre til at mer karbondioksid blir bundet fra forbrenning av fossilt brensel . Med hensyn til senking av dette bundne karbonet til havbunnen spiller krillkrabber en nøkkelrolle gjennom dannelsen av spyttkuler og fekale strenger .

Krillolje

Krillolje ekstraheres fra den antarktiske krillen og brukes i studier innen alternativ medisin .

litteratur

weblenker

Commons : Antarctic Krill  - Samling av bilder, videoer og lydfiler

Individuelle bevis

  1. ^ Ytelsen til Krill vs. Salps for å tåle i et oppvarmende Sørhav (PEKRIS). I: uol.de . Hentet 21. november 2019 .
  2. Corinna Dahm-Brey: Hvordan påvirker klimaendringene den antarktiske krillen? I: idw-online.de . 20. november 2019, åpnet 21. november 2019 .
  3. ^ Angus Atkinson, Volker Siegel, Evgeny Pakhomov & Peter Rothery: Langsiktig nedgang i krillbestanden og økning i salper i Sørishavet . I: Natur . 432, 2004, s. 100-103. doi : 10.1038 / nature02996 .
  4. Så Kawaguchi, Haruko Kurihara, Robert King, Lillian Hale, Thomas Berli, James P. Robinson, Akio Ishida, Masahide Wakita, Patti Virtue, Stephen Nicol og Atsushi Ishimatsu: Vil krill klare seg godt under forsuring i Sørhavet? . I: Biology Letters . 7, nr. 2, 2011, s. 288-291. doi : 10.1098 / rsbl.2010.0777 .
Denne artikkelen ble lagt til listen over gode artikler 29. juli 2005 i denne versjonen .