Meereslebewesen - Marine life
Meereslebewesen , Meereslebewesen oder Ozeanleben sind Pflanzen , Tiere und andere Organismen , die im Salzwasser des Meeres oder Ozeans oder im Brackwasser von Küstenmündungen leben . Grundsätzlich beeinflusst das Leben im Meer die Natur des Planeten. Meeresorganismen, meist Mikroorganismen , produzieren Sauerstoff und speichern Kohlenstoff . Meerestiere teil Form und schützen Küsten und einige Meeresorganismen sogar Hilfe schaffen neues Land (zB Korallen Gebäude Riffe ). Die meisten Lebensformen entwickelten sich ursprünglich in marinen Lebensräumen . Die Ozeane stellen volumenmäßig etwa 90 % des Lebensraums der Erde. Die frühesten Wirbeltiere traten in Form von Fischen auf , die ausschließlich im Wasser leben. Einige von ihnen entwickelten sich zu Amphibien , die einen Teil ihres Lebens im Wasser und einen Teil an Land verbringen. Andere Fische entwickelten sich zu Landsäugetieren und kehrten anschließend als Robben , Delfine oder Wale in die Ozeane zurück . Pflanzenformen wie Seetang und andere Algen wachsen im Wasser und sind die Grundlage für einige Unterwasserökosysteme. Plankton bildet die allgemeine Grundlage der Nahrungskette der Ozeane , insbesondere Phytoplankton, das die wichtigsten Primärproduzenten ist .
Wirbellose Meerestiere weisen eine Vielzahl von Modifikationen auf, um in sauerstoffarmen Gewässern zu überleben, einschließlich Atemschläuchen wie in Weichtiersiphons . Fische haben Kiemen anstelle von Lungen , obwohl einige Fischarten, wie der Lungenfisch , beides haben. Meeressäuger (zB Delfine, Wale, Otter und Robben) müssen regelmäßig auftauchen, um Luft zu atmen.
Mehr als 200.000 marine Arten dokumentiert wurden, und vielleicht zwei Millionen Meerestiere sind noch dokumentiert werden. Meeresarten reichen in der Größe von mikroskopisch kleinen wie Phytoplankton , das bis zu 0,02 Mikrometer klein sein kann , bis hin zu riesigen Walen wie dem Blauwal – dem größten bekannten Tier mit einer Länge von 33 m (108 Fuß). Es wurde unterschiedlich geschätzt, dass marine Mikroorganismen, einschließlich Protisten und Bakterien und deren assoziierte Viren , etwa 70 % oder etwa 90 % der gesamten marinen Biomasse ausmachen . Das Leben im Meer wird sowohl in der Meeresbiologie als auch in der biologischen Ozeanographie wissenschaftlich untersucht . Der Begriff Marine kommt vom lateinischen mare und bedeutet „Meer“ oder „Ozean“.
Wasser
Ohne Wasser kein Leben. Es wurde als universelles Lösungsmittel für seine Fähigkeit, viele Substanzen zu lösen , und als Lösungsmittel des Lebens beschrieben . Wasser ist die einzige gemeinsame Substanz, die unter normalen Bedingungen auf der Erde als Feststoff , Flüssigkeit und Gas existiert . Der Nobelpreis Gewinner Albert Szent-Györgyi bezeichnete Wasser als mater und Matrix : die Mutter und Gebärmutter des Lebens.
Der Überfluss an Oberflächenwasser auf der Erde ist ein einzigartiges Merkmal im Sonnensystem . Erde hydrosphere besteht hauptsächlich aus den Ozeanen, sondern umfasst technisch alle Wasserflächen in der Welt, einschließlich der Binnen Meere, Seen, Flüsse und Grundwasser bis zu einer Tiefe von 2.000 Metern (6.600 ft) Die tiefste Unterwasser - Lage ist Challenger Tiefe des Mariana Graben im Pazifischen Ozean mit einer Tiefe von 10.900 Metern.
Konventionell ist der Planet in fünf separate Ozeane unterteilt, aber diese Ozeane verbinden sich alle zu einem einzigen Weltozean . Die Masse dieses Weltozeans beträgt 1,35 × 10 18 metrische Tonnen oder etwa 1/4400 der Gesamtmasse der Erde. Der Weltozean umfasst eine Fläche von3,618 × 10 8 km 2 mit einer mittleren Tiefe von3682 m , was ein geschätztes Volumen von1,332 × 10 9 km 3 . Wenn die gesamte Erdkrustenoberfläche auf der gleichen Höhe wie eine glatte Kugel wäre, würde die Tiefe des resultierenden Weltozeans etwa 2,7 Kilometer (1,7 Meilen) betragen.
Etwa 97,5% des Wassers auf der Erde ist salzhaltig ; die restlichen 2,5 % sind Süßwasser . Das meiste Süßwasser – etwa 69 % – ist als Eis in Eiskappen und Gletschern vorhanden . Der durchschnittliche Salzgehalt der Ozeane der Erde beträgt etwa 35 Gramm (1,2 oz) Salz pro Kilogramm Meerwasser (3,5% Salz). Das meiste Salz im Meer stammt aus der Verwitterung und Erosion von Gesteinen an Land. Einige Salze werden durch vulkanische Aktivität freigesetzt oder aus kühlen magmatischen Gesteinen gewonnen .
Die Ozeane sind auch ein Reservoir für gelöste atmosphärische Gase, die für das Überleben vieler aquatischer Lebensformen unerlässlich sind. Meerwasser hat einen wichtigen Einfluss auf das Weltklima, wobei die Ozeane als großer Wärmespeicher fungieren . Verschiebungen in der ozeanischen Temperaturverteilung können erhebliche Wetterverschiebungen verursachen, wie zum Beispiel die El Niño-Southern Oscillation .
Insgesamt nimmt der Ozean 71 Prozent der Weltoberfläche ein und ist durchschnittlich fast 3,7 Kilometer tief. Volumenmäßig stellt der Ozean etwa 90 Prozent des Lebensraums auf der Erde. Der Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke hat darauf hingewiesen, dass es angemessener wäre, den Planeten Erde als Planet Ozean zu bezeichnen.
Wasser findet sich jedoch an anderer Stelle im Sonnensystem. Europa , einer der Monde, die Jupiter umkreisen , ist etwas kleiner als der Erdmond . Es besteht die starke Möglichkeit, dass unter seiner Eisoberfläche ein großer Salzwasserozean existiert. Es wurde geschätzt, dass die äußere Kruste aus festem Eis etwa 10-30 km (6-19 mi) dick ist und der flüssige Ozean darunter etwa 100 km (60 mi) tief ist. Damit würde Europas Ozean mehr als doppelt so groß sein wie der Ozean der Erde. Es gab Spekulationen, dass Europas Ozean Leben unterstützen könnte und in der Lage sein könnte, mehrzellige Mikroorganismen zu unterstützen, wenn hydrothermale Quellen auf dem Meeresboden aktiv sind. Enceladus , ein kleiner eisiger Mond des Saturn, hat auch einen unterirdischen Ozean, der aktiv warmes Wasser von der Mondoberfläche ableitet.
Evolution
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(vor Millionen Jahren )
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Die Erde ist etwa 4,54 Milliarden Jahre alt. Die frühesten unbestrittenen Beweise für Leben auf der Erde stammen aus der Zeit vor mindestens 3,5 Milliarden Jahren, während der Ära des Eoarchäischen, nachdem sich eine geologische Kruste nach dem früheren geschmolzenen Hadäischen Äon zu verfestigen begann . Mikrobielle Matte Fossilien wurden in 3,48 Milliarden Jahre alt gefunden Sandstein in Western Australia . Andere frühe physikalische Beweise für eine biogene Substanz sind Graphit in 3,7 Milliarden Jahre alten metasedimentären Gesteinen , die in Westgrönland entdeckt wurden , sowie "Überreste von biotischem Leben ", die in 4,1 Milliarden Jahre alten Gesteinen in Westaustralien gefunden wurden. „Wenn Leben auf der Erde relativ schnell entstehen würde … dann könnte es im Universum üblich sein “ , so einer der Forscher .
Alle Organismen auf der Erde stammen von einem gemeinsamen Vorfahren oder Vorfahren -Genpool ab . Man nimmt an, dass hochenergetische Chemie vor etwa 4 Milliarden Jahren ein sich selbst replizierendes Molekül hervorgebracht hat, und eine halbe Milliarde Jahre später existierte der letzte gemeinsame Vorfahre allen Lebens . Der derzeitige wissenschaftliche Konsens ist, dass die komplexe Biochemie, aus der das Leben besteht, aus einfacheren chemischen Reaktionen stammt. Zu den Anfängen des Lebens gehören möglicherweise selbstreplizierende Moleküle wie RNA und der Zusammenbau einfacher Zellen. Im Jahr 2016 berichteten Wissenschaftler über einen Satz von 355 Genen des letzten universellen gemeinsamen Vorfahren (LUCA) allen Lebens , einschließlich Mikroorganismen, die auf der Erde leben .
Gegenwärtige Arten sind eine Stufe im Evolutionsprozess, wobei ihre Vielfalt das Produkt einer langen Reihe von Artenbildungs- und Aussterbeereignissen ist. Die gemeinsame Abstammung von Organismen wurde zunächst aus vier einfachen Tatsachen über Organismen abgeleitet: Erstens haben sie geographische Verteilungen, die nicht durch lokale Anpassung erklärt werden können. Zweitens besteht die Vielfalt des Lebens nicht aus einer Reihe völlig einzigartiger Organismen, sondern aus Organismen, die morphologische Ähnlichkeiten aufweisen . Drittens ähneln verkümmerte Merkmale ohne klaren Zweck funktionellen Ahnenmerkmalen und schließlich können Organismen anhand dieser Ähnlichkeiten in eine Hierarchie verschachtelter Gruppen eingeteilt werden – ähnlich einem Stammbaum. Die moderne Forschung hat jedoch vorgeschlagen, dass dieser "Baum des Lebens" aufgrund des horizontalen Gentransfers möglicherweise komplizierter ist als ein einfacher verzweigter Baum, da sich einige Gene unabhängig zwischen entfernt verwandten Arten verbreitet haben.
Frühere Arten haben auch Aufzeichnungen über ihre Evolutionsgeschichte hinterlassen. Fossilien bilden zusammen mit der vergleichenden Anatomie heutiger Organismen die morphologische oder anatomische Aufzeichnung. Durch den Vergleich der Anatomie moderner und ausgestorbener Arten können Paläontologen die Abstammungslinien dieser Arten ableiten. Dieser Ansatz ist jedoch am erfolgreichsten für Organismen, die harte Körperteile wie Schalen, Knochen oder Zähne hatten. Da Prokaryoten wie Bakterien und Archaeen außerdem eine begrenzte Anzahl gemeinsamer Morphologien aufweisen, geben ihre Fossilien keine Informationen über ihre Abstammung.
In jüngerer Zeit kamen Beweise für eine gemeinsame Abstammung aus der Untersuchung biochemischer Ähnlichkeiten zwischen Organismen. Zum Beispiel verwenden alle lebenden Zellen den gleichen Grundsatz an Nukleotiden und Aminosäuren . Die Entwicklung der Molekulargenetik hat die Aufzeichnungen der Evolution im Genom von Organismen enthüllt: Datierungen, als Arten durch die durch Mutationen erzeugte molekulare Uhr divergierten . Diese DNA-Sequenzvergleiche haben beispielsweise gezeigt, dass Menschen und Schimpansen 98% ihres Genoms teilen, und die Analyse der wenigen Bereiche, in denen sie sich unterscheiden, hilft dabei, Aufschluss darüber zu geben, wann der gemeinsame Vorfahre dieser Arten existierte.
Prokaryoten bewohnten die Erde vor etwa 3-4 Milliarden Jahren. In den nächsten paar Milliarden Jahren traten bei diesen Organismen keine offensichtlichen Veränderungen in der Morphologie oder Zellorganisation auf. Die eukaryotischen Zellen entstanden vor 1,6 bis 2,7 Milliarden Jahren. Die nächste große Veränderung in der Zellstruktur erfolgte, als Bakterien von eukaryotischen Zellen verschlungen wurden, in einer kooperativen Assoziation namens Endosymbiose . Die eingeschlossenen Bakterien und die Wirtszelle durchliefen dann eine Koevolution, wobei sich die Bakterien entweder zu Mitochondrien oder zu Hydrogenosomen entwickelten . Eine weitere Verschlingung von Cyanobakterien- ähnlichen Organismen führte zur Bildung von Chloroplasten in Algen und Pflanzen.
Die Geschichte des Lebens war die der einzelligen Eukaryoten, Prokaryoten und Archaeen, bis vor etwa 610 Millionen Jahren mehrzellige Organismen in der ediakarischen Zeit in den Ozeanen auftauchten. Die Evolution der Mehrzelligkeit erfolgte in mehreren unabhängigen Ereignissen in so unterschiedlichen Organismen wie Schwämmen , Braunalgen , Cyanobakterien , Schleimpilzen und Myxobakterien . Im Jahr 2016 berichteten Wissenschaftler, dass vor etwa 800 Millionen Jahren eine geringfügige genetische Veränderung in einem einzelnen Molekül namens GK-PID es Organismen ermöglicht haben könnte, von einem einzelligen Organismus zu einer von vielen Zellen zu wechseln .
Kurz nach dem Auftauchen dieser ersten vielzelligen Organismen trat über einen Zeitraum von etwa 10 Millionen Jahren eine bemerkenswerte Menge an biologischer Vielfalt auf, die als Kambriumexplosion bezeichnet wird . Hier tauchten die meisten Arten moderner Tiere im Fossilienbestand auf, sowie einzigartige Linien, die später ausstarben. Es wurden verschiedene Auslöser für die kambrische Explosion vorgeschlagen, darunter die Ansammlung von Sauerstoff in der Atmosphäre durch Photosynthese.
Vor etwa 500 Millionen Jahren begannen Pflanzen und Pilze, das Land zu besiedeln. Belege für das Auftreten der ersten Landpflanzen finden sich im Ordovizium vor rund 450 Millionen Jahren in Form fossiler Sporen. Landpflanzen begannen sich im Obersilur vor etwa 430 Millionen Jahren zu diversifizieren . Der Besiedlung des Landes durch Pflanzen folgten bald Gliederfüßer und andere Tiere. Insekten waren besonders erfolgreich und machen auch heute noch den Großteil der Tierarten aus. Amphibien tauchten erstmals vor etwa 364 Millionen Jahren auf, gefolgt von frühen Amnioten und Vögeln vor etwa 155 Millionen Jahren (beide aus „ reptilienartigen “ Abstammungslinien), Säugetiere vor etwa 129 Millionen Jahren, Homininae vor etwa 10 Millionen Jahren und der moderne Mensch vor etwa 250.000 Jahren vor. Trotz der Evolution dieser großen Tiere sind jedoch kleinere Organismen ähnlich den Arten, die sich zu Beginn dieses Prozesses entwickelten, weiterhin sehr erfolgreich und dominieren die Erde, wobei die Mehrheit sowohl der Biomasse als auch der Arten Prokaryonten sind.
Schätzungen über die Anzahl der gegenwärtigen Arten der Erde reichen von 10 Millionen bis 14 Millionen, von denen etwa 1,2 Millionen dokumentiert und über 86 Prozent noch nicht beschrieben sind.
Mikroorganismen
Mikroorganismen machen etwa 70 % der marinen Biomasse aus . Ein Mikroorganismus oder Mikrobe ist ein mikroskopischer Organismus, der zu klein ist, um mit bloßem Auge erkannt zu werden. Es kann einzellig oder vielzellig sein . Mikroorganismen sind vielfältig und umfassen alle Bakterien und Archaeen , die meisten Protozoen wie Algen , Pilze und bestimmte mikroskopisch kleine Tiere wie Rädertierchen .
Viele makroskopische Tiere und Pflanzen haben mikroskopische Jugendstadien . Einige Mikrobiologen klassifizieren auch Viren (und Viroide ) als Mikroorganismen, andere hingegen betrachten diese als nicht lebend.
Mikroorganismen sind entscheidend für das Nährstoffrecycling in Ökosystemen, da sie als Zersetzer fungieren . Einige Mikroorganismen sind pathogen und verursachen bei Pflanzen und Tieren Krankheiten und sogar den Tod. Als Bewohner der größten Umwelt der Erde treiben mikrobielle Meeressysteme Veränderungen in jedem globalen System voran. Mikroben sind für praktisch die gesamte Photosynthese verantwortlich , die im Ozean stattfindet, sowie für den Kreislauf von Kohlenstoff , Stickstoff , Phosphor , anderen Nährstoffen und Spurenelementen.
Marine Mikroorganismen |
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Das mikroskopische Leben unter Wasser ist vielfältig und noch wenig verstanden, beispielsweise über die Rolle von Viren in marinen Ökosystemen. Die meisten Meeresviren sind Bakteriophagen , die für Pflanzen und Tiere ungefährlich sind, aber für die Regulierung von Salz- und Süßwasserökosystemen unerlässlich sind. Sie infizieren und zerstören Bakterien in aquatischen mikrobiellen Gemeinschaften und sind der wichtigste Mechanismus zum Recycling von Kohlenstoff in der Meeresumwelt. Die von den abgestorbenen Bakterienzellen freigesetzten organischen Moleküle stimulieren das Wachstum neuer Bakterien und Algen. Viral - Aktivität kann auch dazu beitragen , die biologische Pumpe , der Prozess , bei dem Kohlenstoff wird sequestriert in der Tiefsee.
Ein Strom von Mikroorganismen in der Luft umkreist den Planeten über Wettersystemen, aber unter kommerziellen Flugrouten. Einige peripatetische Mikroorganismen werden von terrestrischen Staubstürmen mitgerissen, die meisten stammen jedoch aus marinen Mikroorganismen in der Meeresgischt . Im Jahr 2018 berichteten Wissenschaftler, dass sich täglich auf jedem Quadratmeter rund um den Planeten Hunderte Millionen Viren und Dutzende Millionen Bakterien ablagern.
Mikroskopische Organismen leben in der gesamten Biosphäre . Die Masse von Prokaryonten Mikroorganismen - die Bakterien und Archaebakterien, aber nicht die nukleierten umfasst eukaryote Mikroorganismen - kann so viel wie 0800 Milliarden Tonnen Kohlenstoff (die Gesamt Biosphäre seine Masse zwischen 1 und 4 Billionen Tonnen geschätzt). Einzellige barophile Meeresmikroben wurden in einer Tiefe von 10.900 m (35.800 ft) im Marianengraben , dem tiefsten Punkt in den Ozeanen der Erde, gefunden. Mikroorganismen leben in Felsen 580 m (1.900 ft) unter dem Meeresboden unter 2.590 m (8.500 ft) Ozean vor der Küste der nordwestlichen Vereinigten Staaten sowie 2.400 m (7.900 ft; 1,5 Meilen) unter dem Meeresboden vor Japan. Die größte bekannte Temperatur, bei der mikrobielles Leben existieren kann, beträgt 122 ° C (252 ° F) ( Methanopyrus kandleri ). Im Jahr 2014 bestätigten Wissenschaftler die Existenz von Mikroorganismen, die 800 m unter dem Eis der Antarktis leben . Laut einem Forscher „können Sie überall Mikroben finden – sie sind extrem anpassungsfähig und überleben, wo immer sie sind.“
Meeresviren
Viren sind kleine infektiöse Agenzien , die ihre eigenen nicht über den Stoffwechsel und können replizieren nur innerhalb der lebenden Zellen anderer Organismen . Viren können alle Arten von Lebensformen infizieren , von Tieren und Pflanzen bis hin zu Mikroorganismen , einschließlich Bakterien und Archaeen . Die lineare Größe des durchschnittlichen Virus beträgt etwa ein Hundertstel der des durchschnittlichen Bakteriums . Die meisten Viren können nicht mit einem zu sehen optischen Mikroskop so Elektronenmikroskopen stattdessen verwendet werden.
Viren kommen überall dort vor, wo es Leben gibt und gibt es wahrscheinlich schon seit der Entwicklung lebender Zellen. Der Ursprung von Viren ist unklar, da sie keine Fossilien bilden. Daher wurden molekulare Techniken verwendet, um die DNA oder RNA von Viren zu vergleichen und sind ein nützliches Mittel, um zu untersuchen, wie sie entstehen.
Viren gelten heute als uralt und haben ihren Ursprung vor der Divergenz des Lebens in die drei Domänen . Aber die Ursprünge von Viren in der Evolutionsgeschichte des Lebens sind unklar: Einige haben sich möglicherweise aus Plasmiden entwickelt – DNA-Stücken, die sich zwischen Zellen bewegen können – während andere sich aus Bakterien entwickelt haben. In der Evolution sind Viren ein wichtiges Mittel des horizontalen Gentransfers , der die genetische Vielfalt erhöht .
Die Meinungen gehen auseinander, ob Viren eine Lebensform oder organische Strukturen sind, die mit lebenden Organismen interagieren. Sie werden von manchen als Lebensform angesehen, weil sie genetisches Material tragen, sich reproduzieren, indem sie durch Selbstorganisation mehrere Kopien von sich selbst erstellen, und sich durch natürliche Selektion entwickeln . Ihnen fehlen jedoch Schlüsselmerkmale wie eine Zellstruktur, die allgemein als notwendig erachtet wird, um als Leben zu gelten. Da sie einige, aber nicht alle dieser Eigenschaften besitzen, wurden Viren als Replikatoren und als „Organismen am Rande des Lebens“ beschrieben.
Bakteriophagen , oft nur Phagen genannt , sind Viren, die Bakterien und Archaeen parasitieren . Marine Phagen parasitieren marine Bakterien und Archaeen wie Cyanobakterien . Sie sind eine häufige und vielfältige Gruppe von Viren und die am häufigsten vorkommende biologische Einheit in Meeresumgebungen, da ihre Wirte, Bakterien, typischerweise das zahlenmäßig dominierende Zellleben im Meer sind. Im Allgemeinen befinden sich etwa 1 bis 10 Millionen Viren in jedem ml Meerwasser oder etwa zehnmal mehr doppelsträngige DNA-Viren als zelluläre Organismen, obwohl die Schätzungen der Virushäufigkeit im Meerwasser über einen weiten Bereich variieren können. Bakteriophagen mit Schwanz scheinen die marinen Ökosysteme in Bezug auf Anzahl und Vielfalt der Organismen zu dominieren. Bakteriophagen, die zu den Familien Corticoviridae , Inoviridae und Microviridae gehören, sind auch dafür bekannt, verschiedene Meeresbakterien zu infizieren.
Mikroorganismen machen etwa 70 % der marinen Biomasse aus. Es wird geschätzt, dass Viren jeden Tag 20 % dieser Biomasse töten und dass es in den Ozeanen 15-mal so viele Viren gibt wie Bakterien und Archaeen. Viren sind die Haupterreger, die für die schnelle Zerstörung schädlicher Algenblüten verantwortlich sind , die oft andere Meereslebewesen töten. Die Zahl der Viren in den Ozeanen nimmt weiter ablandig und tiefer ins Wasser ab, wo es weniger Wirtsorganismen gibt.
Es gibt auch Archaea Viren , die innerhalb replizieren Archaea : Das sind doppelsträngige DNA - Viren mit ungewöhnlichen und manchmal einzigartigen Formen. Diese Viren wurden in den thermophilen Archaeen am genauesten untersucht , insbesondere in den Ordnungen Sulfolobales und Thermoproteales .
Viren sind ein wichtiges natürliches Mittel, um Gene zwischen verschiedenen Arten zu übertragen, was die genetische Vielfalt erhöht und die Evolution vorantreibt. Es wird angenommen, dass Viren eine zentrale Rolle in der frühen Evolution gespielt haben, vor der Diversifizierung von Bakterien, Archaeen und Eukaryoten, zur Zeit des letzten universellen gemeinsamen Vorfahren des Lebens auf der Erde. Viren sind immer noch eines der größten Reservoirs unerforschter genetischer Vielfalt auf der Erde.
Meeresbakterien
Bakterien bilden eine große Domäne von prokaryotischen Mikroorganismen . Bakterien mit einer Länge von typischerweise wenigen Mikrometern haben eine Reihe von Formen, die von Kugeln über Stäbchen bis hin zu Spiralen reichen. Bakterien gehörten zu den ersten Lebensformen, die auf der Erde erschienen und sind in den meisten ihrer Lebensräume vorhanden . Bakterien bewohnen Boden, Wasser, saure heiße Quellen , radioaktiven Abfall und die tiefen Teile der Erdkruste . Bakterien leben auch in symbiotischen und parasitären Beziehungen mit Pflanzen und Tieren.
Einst als Pflanzen der Klasse der Schizomyceten angesehen , werden Bakterien heute als Prokaryonten klassifiziert . Im Gegensatz zu Zellen von Tieren und anderen Eukaryoten enthalten Bakterienzellen keinen Zellkern und beherbergen selten membrangebundene Organellen . Obwohl der Begriff Bakterien traditionell alle Prokaryoten umfasste, änderte sich die wissenschaftliche Klassifizierung nach der Entdeckung in den 1990er Jahren, dass Prokaryoten aus zwei sehr unterschiedlichen Gruppen von Organismen bestehen, die sich aus einem alten gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben. Diese evolutionären Domänen werden Bakterien und Archaeen genannt .
Die Vorfahren der modernen Bakterien waren einzellige Mikroorganismen, die vor etwa 4 Milliarden Jahren die ersten Lebensformen auf der Erde waren. Etwa 3 Milliarden Jahre lang waren die meisten Organismen mikroskopisch klein, und Bakterien und Archaeen waren die vorherrschenden Lebensformen. Obwohl bakterielle Fossilien existieren, wie Stromatolithen , ihr Mangel an Unterscheidungs Morphologie hindert sie daran , verwendet werden , um die Geschichte der bakteriellen Evolution zu untersuchen, oder die Zeit der Entstehung einer bestimmten Bakterienart auf dem neuesten Stand. Gensequenzen können jedoch verwendet werden, um die bakterielle Phylogenie zu rekonstruieren , und diese Studien zeigen, dass Bakterien zuerst von der archaealen/eukaryotischen Abstammungslinie abwichen. Bakterien waren auch an der zweiten großen evolutionären Divergenz beteiligt, der der Archaeen und Eukaryoten. Hier entstanden Eukaryoten aus dem Eintritt uralter Bakterien in endosymbiotische Assoziationen mit den Vorfahren eukaryotischer Zellen, die ihrerseits möglicherweise mit den Archaeen verwandt waren . Dies beinhaltete die Phagozytose von Proto-eukaryotischen Zellen von alphaproteobacterial Symbionten entweder bilden Mitochondrien oder Hydrogenosomen , die nach wie vor in allen bekannten Eukarya zu finden sind. Später verschlang einige Eukaryoten, die bereits Mitochondrien enthielten, auch cyanobakterienähnliche Organismen. Dies führte zur Bildung von Chloroplasten in Algen und Pflanzen. Es gibt auch einige Algen, die aus noch späteren endosymbiotischen Ereignissen entstanden sind. Hier verschlangen Eukaryoten eine eukaryotische Alge, die sich zu einem Plastiden der „zweiten Generation“ entwickelte. Dies wird als sekundäre Endosymbiose bezeichnet .
Die marine Thiomargarita namibiensis , das größte bekannte Bakterium
Cyanobakterien blooms kann lethal enthalten Cyanotoxine .
Die Chloroplasten von Glaukophyten haben eine Peptidoglycan- Schicht, was auf ihren endosymbiotischen Ursprung aus Cyanobakterien hindeutet .
Bakterien können von Vorteil sein. Dieser Pompeji-Wurm , ein Extremophiler , der nur an hydrothermalen Quellen vorkommt , hat eine Schutzhülle aus Bakterien.
Das größte bekannte Bakterium, das marine Thiomargarita namibiensis , ist mit bloßem Auge sichtbar und erreicht manchmal 0,75 mm (750 µm).
Meeresarchaea
Die Archaea (griechisch für alte ) bilden eine Domäne und Reich der Einzeller Mikroorganismen . Diese Mikroben sind Prokaryoten , das heißt, sie haben keinen Zellkern oder andere membrangebundene Organellen in ihren Zellen.
Archaea wurden ursprünglich als Bakterien klassifiziert , aber diese Klassifizierung ist veraltet. Archaeenzellen haben einzigartige Eigenschaften, die sie von den anderen beiden Lebensbereichen, Bakterien und Eukaryonten, unterscheiden . Die Archaea werden weiter in mehrere anerkannte Stämme unterteilt . Eine Einordnung ist schwierig, da die meisten nicht im Labor isoliert wurden und nur durch Analyse ihrer Nukleinsäuren in Proben aus ihrer Umgebung nachgewiesen wurden.
Archaeen und Bakterien sind im Allgemeinen in Größe und Form ähnlich, obwohl einige Archaeen sehr seltsame Formen haben, wie die flachen und quadratischen Zellen von Haloquadratum walsbyi . Trotz dieser morphologischen Ähnlichkeit mit Bakterien besitzen Archaeen Gene und mehrere Stoffwechselwege , die denen von Eukaryoten näher verwandt sind, insbesondere die an der Transkription und Translation beteiligten Enzyme . Andere Aspekte der Archaeenbiochemie sind einzigartig, wie beispielsweise ihre Abhängigkeit von Etherlipiden in ihren Zellmembranen , wie beispielsweise Archaeolen . Archaeen verbrauchen mehr Energiequellen als Eukaryoten: Diese reichen von organischen Verbindungen , wie Zucker, über Ammoniak , Metallionen bis hin zu Wasserstoffgas . Salztolerante Archaeen (die Haloarchaea ) verwenden Sonnenlicht als Energiequelle, und andere Arten von Archaeen fixieren Kohlenstoff ; im Gegensatz zu Pflanzen und Cyanobakterien tut jedoch keine bekannte Archaea-Art beides. Archaea vermehren sich ungeschlechtlich durch binäre Spaltung , Fragmentierung oder Knospung ; Im Gegensatz zu Bakterien und Eukaryoten bildet keine bekannte Art Sporen .
Archaeen sind in den Ozeanen besonders zahlreich, und die Archaeen im Plankton könnten eine der am häufigsten vorkommenden Organismengruppen auf dem Planeten sein. Archaeen sind ein wichtiger Teil des Lebens der Erde und können sowohl im Kohlenstoffkreislauf als auch im Stickstoffkreislauf eine Rolle spielen .
Halobakterien , die in fast salzgesättigtem Wasser vorkommen, werden heute als Archaeen erkannt.
Flache, quadratische Zellen der Archaea Haloquadratum walsbyi
Methanosarcina barkeri , eine Meeresarchaea, die Methan produziert
Thermophile wie Pyrolobus fumarii überleben weit über 100 °C.
Zeichnung eines anderen marinen Thermophilen, Pyrococcus furiosus
Marine-Protisten
Protisten sind Eukaryoten, die nicht als Pflanzen, Pilze oder Tiere klassifiziert werden können. Sie sind in der Regel einzellig und mikroskopisch klein. Das Leben entstand als einzellige Prokaryoten (Bakterien und Archaeen) und entwickelte sich später zu komplexeren Eukaryoten . Eukaryoten sind die weiter entwickelten Lebensformen, die als Pflanzen, Tiere, Pilze und Protisten bekannt sind. Der Begriff Protist wurde historisch als Begriff der Zweckmäßigkeit für Eukaryoten verwendet, die nicht streng in Pflanzen, Tiere oder Pilze eingeordnet werden können. Sie sind kein Teil der modernen Kladistik, da sie paraphyletisch sind (ohne gemeinsamen Vorfahren). Protisten können grob in vier Gruppen eingeteilt werden, je nachdem, ob ihre Ernährung pflanzenähnlich, tierähnlich, pilzartig oder eine Mischung aus diesen ist.
Protisten nach ihrer Nahrungsaufnahme
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Art des Protisten | Beschreibung | Beispiel | Andere Beispiele | ||||
Pflanze wie | Autotrophe Protisten, die ihre eigene Nahrung herstellen, ohne andere Organismen konsumieren zu müssen, normalerweise durch Photosynthese | Rotalgen, Cyanidium sp. | Grünalgen , Braunalgen , Kieselalgen und einige Dinoflagellaten . Pflanzenähnliche Protisten sind wichtige Bestandteile des unten diskutierten Phytoplanktons . | ||||
Tierähnlich | Heterotrophe Protisten, die ihre Nahrung von anderen Organismen aufnehmen | Radiolarischer Protist, gezeichnet von Haeckel | Foraminiferen und einige Meeresamöben , Ciliaten und Flagellaten . | ||||
Pilzartig | Saprotrophe Protisten, die ihre Nahrung aus den Überresten zerfallener und verwester Organismen beziehen | Marine Schleimnetze bilden labyrinthartige Netze von Röhren, in denen sich Amöben ohne Pseudopodien fortbewegen können | Meeresflechte | ||||
Mixotrope |
Verschieden
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Mixotrophe und osmotrope Protisten, die ihre Nahrung aus einer Kombination der oben genannten beziehen | Euglena mutabilis , ein photosynthetischer Flagellat | Viele marine Mixotrope werden unter Protisten gefunden, darunter unter Ciliaten, Rhizaria und Dinoflagellaten |
Protisten sind sehr unterschiedliche Organismen, die derzeit in 18 Stämmen organisiert sind, aber nicht einfach zu klassifizieren sind. Studien haben gezeigt, dass in Ozeanen, Tiefseeschloten und Flusssedimenten eine hohe Diversität der Protisten existiert, was darauf hindeutet, dass eine große Anzahl eukaryotischer mikrobieller Gemeinschaften noch entdeckt werden muss. Es gab wenig Forschung zu mixotrophen Protisten, aber neuere Studien in Meeresumgebungen haben ergeben, dass mixotrophe Proteste einen erheblichen Teil der Protistenbiomasse ausmachen .
Kieselalgen sind eine wichtige Algengruppe, die etwa 20 % der weltweiten Sauerstoffproduktion ausmacht.
Diatomeen haben glasartige Zellwände aus Siliziumdioxid und werden Frustules genannt .
Fossile Kieselalgenfrustule von 32 bis 40 Millionen Jahren
Einzellige Alge, Gephyrocapsa oceanica
Zwei Dinoflagellaten
Zooxanthellen sind photosynthetische Algen, die in Wirten wie Korallen leben .
Ein einzelliger Ciliat mit grünen Zoochlorellen , der endosymbiotisch im Inneren lebt .
Dieses Ciliat verdaut Cyanobakterien . Das Zytostom oder der Mund befindet sich unten rechts.
Im Gegensatz zu den Zellen von Prokaryoten sind die Zellen von Eukaryoten hoch organisiert. Pflanzen, Tiere und Pilze sind normalerweise vielzellig und typischerweise makroskopisch . Die meisten Protisten sind einzellig und mikroskopisch klein. Aber es gibt Ausnahmen. Einige einzellige Meeresprotisten sind makroskopisch. Einige marine Schleimpilze haben einzigartige Lebenszyklen, bei denen zwischen einzelligen, kolonialen und mehrzelligen Formen gewechselt wird. Andere Meeresprotisten sind weder einzellig noch mikroskopisch, wie zum Beispiel Algen .
Die einzellige Riesen-Amöbe hat bis zu 1000 Kerne und erreicht eine Länge von 5 mm.
Gromia sphaerica ist eine große kugelförmige Amöbe , die Schlammpfade macht. Sein Durchmesser beträgt bis zu 3,8 cm.
Spiculosiphon oceana , ein einzelliges Foraminiferen mit einem schwammähnlichen Aussehen und Lebensstil, wird bis zu 5 cm lang.
Der Xenophyophor , ein weiteres einzelliges Foraminiferen, lebt in abgründigen Zonen . Es hat eine riesige Schale mit einem Durchmesser von bis zu 20 cm.
Giant Kelp , eine Braunalge , ist keine echte Pflanze, aber vielzellig und kann bis zu 50 m hoch werden.
Protisten wurden als taxonomischer Grabsack beschrieben, in dem alles platziert werden kann, was nicht in eines der wichtigsten biologischen Königreiche passt . Einige moderne Autoren ziehen es vor, mehrzellige Organismen aus der traditionellen Definition eines Protisten auszuschließen und Protisten auf einzellige Organismen zu beschränken. Diese eingeschränktere Definition schließt Algen und Schleimpilze aus .
Meeresmikrotiere
Als Jungtiere entwickeln sich Tiere aus mikroskopischen Stadien, die Sporen , Eier und Larven umfassen können . Mindestens eine mikroskopisch kleine Tiergruppe, die parasitischen Nesseltiere Myxozoa , ist in ihrer erwachsenen Form einzellig und umfasst marine Arten. Andere erwachsene marine Mikrotiere sind vielzellig. Mikroskopische ausgewachsene Arthropoden kommen häufiger im Binnenland im Süßwasser vor, aber es gibt auch Meeresarten. Mikroskopische erwachsenen Meereskrustentieren gehören einige copepods , Cladocera und tardigrades (Wasser Bären). Einige marine Nematoden und Rädertierchen sind ebenfalls zu klein, um mit bloßem Auge erkannt zu werden, ebenso wie viele Loricifera , einschließlich der kürzlich entdeckten anaeroben Arten, die ihr Leben in einer anoxischen Umgebung verbringen . Copepoden tragen mehr zur Sekundärproduktivität und Kohlenstoffsenke der Weltmeere bei als jede andere Gruppe von Organismen.
Über 10.000 Meeresarten sind Copepoden , kleine, oft mikroskopisch kleine Krebstiere
Dunkelfeldfoto eines Gastrotrichs , eines wurmartigen Tieres, das zwischen Sedimentpartikeln lebt
Gepanzerte Pliciloricus enigmaticus , etwa 0,2 mm lang, leben in Räumen zwischen Meereskies.
Zeichnung eines Bärtierchens (Wasserbär) auf einem Sandkorn
Rädertiere , normalerweise 0,1–0,5 mm lang, können wie Protisten aussehen, haben aber viele Zellen und gehören zu den Animalia.
Pilze
Über 1500 Pilzarten sind aus der Meeresumwelt bekannt. Diese sind parasitär auf Meeresalgen oder Tieren oder sind Saprobes, die sich von totem organischem Material aus Algen, Korallen, Protozoenzysten, Seegräsern, Holz und anderen Substraten ernähren. Sporen vieler Arten haben spezielle Anhängsel, die die Anhaftung an das Substrat erleichtern. Meerespilze kommen auch in Meeresschaum und in hydrothermalen Bereichen des Ozeans vor. Ein breites Spektrum von ungewöhnlichen sekundären Metaboliten durch marine Pilze produziert.
Mycoplankton sind saprotropic Mitglieder der Planktongemeinschaften Marine und Süßwasser- Ökosysteme . Sie bestehen aus filamentösen freilebenden Pilzen und Hefen, die mit planktonischen Partikeln oder Phytoplankton assoziiert sind . Ähnlich wie Bakterioplankton spielen diese aquatischen Pilze eine bedeutende Rolle bei der heterotrophen Mineralisierung und dem Nährstoffkreislauf . Mykoplankton kann einen Durchmesser von bis zu 20 mm und eine Länge von über 50 mm haben.
Ein typischer Milliliter Meerwasser enthält etwa 10 3 bis 10 4 Pilzzellen. Diese Zahl ist in Küstenökosystemen und Flussmündungen aufgrund des Nährstoffabflusses aus terrestrischen Gemeinschaften höher . Eine höhere Diversität von Mykoplankton findet sich an Küsten und in Oberflächengewässern bis zu einer Tiefe von 1000 Metern, mit einem vertikalen Profil , das von der Häufigkeit des Phytoplanktons abhängt . Dieses Profil ändert sich zwischen den Jahreszeiten aufgrund von Änderungen der Nährstoffverfügbarkeit. Meerespilze überleben in einer Umgebung mit konstantem Sauerstoffmangel und sind daher auf die Sauerstoffdiffusion durch Turbulenzen und den von photosynthetischen Organismen erzeugten Sauerstoff angewiesen .
Meerespilze können wie folgt klassifiziert werden:
- Niedrige Pilze - an marine Lebensräume angepasst ( zoosporische Pilze, einschließlich Mastigomyceten: Oomyceten und Chytridiomyceten )
- Höhere Pilze - filamentöser, zu planktonischer Lebensweise modifiziert ( Hyphomyceten , Ascomyceten , Basidiomyceten ). Die meisten Mykoplankton-Arten sind höhere Pilze.
Flechten sind wechselseitige Assoziationen zwischen einem Pilz, normalerweise einem Ascomyceten , und einer Alge oder einem Cyanobakterium . Mehrere Flechten kommen in Meeresumgebungen vor. Viele weitere treten in der Spritzzone auf , wo sie unterschiedliche vertikale Zonen einnehmen, je nachdem, wie tolerant sie gegenüber Untertauchen sind. Manche Flechten leben lange; eine Art wurde auf 8.600 Jahre datiert. Ihre Lebensdauer ist jedoch schwer zu messen, da die Definition derselben Flechte nicht genau ist. Flechten wachsen, indem sie vegetativ ein Stück abbrechen, das als dieselbe Flechte definiert werden kann oder nicht, und zwei Flechten unterschiedlichen Alters können verschmelzen, was die Frage aufwirft, ob es sich um dieselbe Flechte handelt. Die Meeresschnecke Littoraria irrorata schädigt Spartina- Pflanzen in den Meeressümpfen, in denen sie lebt, wodurch Sporen von intertidalen Ascomyceten-Pilzen die Pflanze besiedeln können. Die Schnecke frisst dann das Pilzwachstum vor dem Gras selbst.
Fossilien zufolge stammen Pilze aus dem späten Proterozoikum vor 900-570 Millionen Jahren. In China wurden 600 Millionen Jahre alte fossile Meeresflechten entdeckt. Es wurde vermutet, dass sich Mykoplankton aus terrestrischen Pilzen entwickelt hat, wahrscheinlich im Paläozoikum (vor 390 Millionen Jahren).
Herkunft der Tiere
Die frühesten Tiere waren wirbellose Meerestiere , das heißt, Wirbeltiere kamen später. Tiere sind vielzellige Eukaryoten und unterscheiden sich von Pflanzen, Algen und Pilzen durch fehlende Zellwände . Meereswirbellose Tiere sind Tiere, die eine Meeresumwelt bewohnen, abgesehen von den Wirbeltiermitgliedern des Chordate- Stamms; Wirbellose haben keine Wirbelsäule . Einige haben eine Schale oder ein hartes Exoskelett entwickelt .
Die frühesten Tierfossilien können vor 571 Millionen bis 541 Millionen Jahren zur Gattung Dickinsonia gehören . Einzelne Dickinsonia ähneln typischerweise einem beidseitig symmetrischen gerippten Oval. Sie wuchsen weiter, bis sie mit Sediment bedeckt oder auf andere Weise getötet wurden, und verbrachten die meiste Zeit ihres Lebens mit fest im Sediment verankerten Körpern. Ihre taxonomischen Affinitäten sind derzeit unbekannt, aber ihr Wachstumsmodus stimmt mit einer bilateralen Affinität überein .
Abgesehen von Dickinsonia sind die frühesten allgemein akzeptierten Tierfossilien die eher modern aussehenden Nesseltiere (die Gruppe, die Korallen , Quallen , Seeanemonen und Hydra umfasst ), möglicherweise aus der Zeit um 580 Ma Die Ediacara-Biota , die in den letzten 40 Millionen Jahren blühte Zu Beginn des Kambriums waren die ersten Tiere mehr als nur wenige Zentimeter lang. Wie Dickinsonia waren viele flach mit einem "gesteppten" Aussehen und schienen so seltsam, dass es einen Vorschlag gab, sie als separates Königreich , Vendozoa , zu klassifizieren . Andere hingegen wurden als frühe Weichtiere ( Kimberella ), Stachelhäuter ( Arkarua ) und Gliederfüßer ( Spriggina , Parvancorina ) gedeutet . Es gibt immer noch Diskussionen über die Klassifizierung dieser Exemplare, hauptsächlich weil die diagnostischen Merkmale, die es Taxonomen ermöglichen, neuere Organismen zu klassifizieren, wie Ähnlichkeiten mit lebenden Organismen, bei den Ediacaran im Allgemeinen fehlen. Es besteht jedoch kein Zweifel, dass Kimberella zumindest ein triploblastisches Bilateratier war, also ein Tier, das deutlich komplexer ist als die Nesseltiere.
Die kleine Muschelfauna ist eine sehr gemischte Sammlung von Fossilien, die zwischen dem späten Ediacarium und dem mittleren Kambrium gefunden wurden. Die früheste, Cloudina , zeigt Anzeichen einer erfolgreichen Verteidigung gegen Raubtiere und könnte auf den Beginn eines evolutionären Wettrüstens hinweisen . Einige winzige frühkambrische Muscheln gehörten mit ziemlicher Sicherheit zu Weichtieren, während die Besitzer einiger "Panzerplatten" Halkieria und Microdictyon schließlich identifiziert wurden, als vollständigere Exemplare in kambrischen Lagerstätten gefunden wurden , die Tiere mit weichem Körper konservierten.
Körperpläne und Stammbaum
Wirbellose werden in verschiedene Stämme eingeteilt . Informell kann phyla gedacht werden als ein Weg , Organismen der Gruppierung nach ihrem Körper Plan . Ein Körperplan bezieht sich auf eine Blaupause, die die Form oder Morphologie eines Organismus beschreibt, wie seine Symmetrie , Segmentierung und die Anordnung seiner Anhängsel . Die Idee der Körperpläne stammt von Wirbeltieren , die zu einem Stamm zusammengefasst wurden. Aber der Körperplan der Wirbeltiere ist nur einer von vielen, und Wirbellose bestehen aus vielen Stämmen oder Körperplänen. Die Geschichte der Entdeckung von Bauplänen kann als Bewegung von einer auf Wirbeltiere zentrierten Weltsicht hin zu einer Betrachtung der Wirbeltiere als ein Bauplan unter vielen gesehen werden. Unter den bahnbrechenden Zoologen identifizierte Linnaeus zwei Körperpläne außerhalb der Wirbeltiere; Cuvier identifizierte drei; und Haeckel hatte vier, sowie die Protista mit acht weiteren, also insgesamt zwölf. Zum Vergleich: Die Zahl der von modernen Zoologen erkannten Stämme ist auf 35 gestiegen .
Historisch betrachtet wurde angenommen, dass sich Körperpläne während der kambrischen Explosion schnell entwickelt haben , aber ein differenzierteres Verständnis der Tierevolution legt eine allmähliche Entwicklung von Körperplänen während des frühen Paläozoikums und darüber hinaus nahe. Allgemeiner kann ein Stamm auf zwei Arten definiert werden: wie oben beschrieben als eine Gruppe von Organismen mit einem gewissen Grad an morphologischer oder entwicklungsmäßiger Ähnlichkeit (die phenetische Definition) oder eine Gruppe von Organismen mit einem gewissen Grad an evolutionärer Verwandtschaft (die phylogenetische Definition).
In den 1970er Jahren gab es bereits eine Debatte darüber, ob die Entstehung der modernen Stämme "explosiv" oder allmählich, aber durch den Mangel an präkambrischen Tierfossilien verborgen war . Eine erneute Analyse von Fossilien aus dem Burgess Shale Lagerstätte gesteigertes Interesse an der Frage , wenn es Tiere aufgedeckt, wie Opabinia , die nicht in jeden bekannten paßten phylum . Zu dieser Zeit wurden diese als Beweis dafür interpretiert, dass sich die modernen Stämme in der Kambriumexplosion sehr schnell entwickelt hatten und dass die "seltsamen Wunder" des Burgess-Schiefers zeigten, dass das Frühe Kambrium eine einzigartige experimentelle Periode der Tierentwicklung war. Spätere Entdeckungen ähnlicher Tiere und die Entwicklung neuer theoretischer Ansätze führten zu dem Schluss, dass viele der "seltsamen Wunder" evolutionäre "Tanten" oder "Cousinen" moderner Gruppen waren - zum Beispiel, dass Opabinia ein Mitglied der Lobopoden war , einer Gruppe zu dem die Vorfahren der Arthropoden gehören, und dass es möglicherweise eng mit den modernen Bärtierchen verwandt war . Dennoch wird immer noch viel darüber diskutiert, ob die kambrische Explosion wirklich explosiv war und wenn ja, wie und warum sie geschah und warum sie in der Geschichte der Tiere einzigartig erscheint.
Basale Tiere
Die basalsten Tierstämme, die Tiere, die sich zuerst entwickelten, sind die Porifera , Ctenophora , Placozoa und Cnidaria . Keiner dieser Grundkörperpläne weist eine bilaterale Symmetrie auf .
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Meeresschwämme
Schwämme sind Tiere des Stammes Porifera (aus dem modernen Latein für tragende Poren ). Sie sind vielzellige Organismen, deren Körper voller Poren und Kanäle sind, durch die Wasser zirkulieren kann, und bestehen aus geleeartigem Mesohyl, das zwischen zwei dünnen Zellschichten eingebettet ist . Sie haben unspezialisierte Zellen, die sich in andere Typen verwandeln können und dabei oft zwischen den Hauptzellschichten und dem Mesohyl wandern. Schwämme haben kein Nerven- , Verdauungs- oder Kreislaufsystem . Stattdessen verlassen sich die meisten darauf, einen konstanten Wasserfluss durch ihren Körper aufrechtzuerhalten, um Nahrung und Sauerstoff zu erhalten und Abfallstoffe zu entfernen.
Schwämme ähneln anderen Tieren darin, dass sie vielzellig , heterotroph sind , keine Zellwände aufweisen und Samenzellen produzieren . Im Gegensatz zu anderen Tieren fehlt ihnen echtes Gewebe und Organe und sie haben keine Körpersymmetrie . Die Formen ihrer Körper sind für eine maximale Effizienz des Wasserflusses durch den zentralen Hohlraum angepasst, wo es Nährstoffe ablagert und durch ein Loch, das Osculum genannt wird, verlässt . Viele Schwämme haben innere Skelette aus Spongin und/oder Spicula aus Kalziumkarbonat oder Siliziumdioxid . Alle Schwämme sind sessile Wassertiere. Obwohl es Süßwasserarten gibt, handelt es sich bei der großen Mehrheit um Meeresarten (Salzwasser), die von Gezeitenzonen bis zu Tiefen von über 8.800 m (5,5 Meilen) reichen. Manche Schwämme werden sehr alt; es gibt Hinweise darauf, dass der Tiefsee-Glasschwamm Monorhaphis chuni etwa 11.000 Jahre alt ist .
Während sich die meisten der etwa 5.000–10.000 bekannten Arten von Bakterien und anderen Nahrungspartikeln im Wasser ernähren , beherbergen einige photosynthetische Mikroorganismen als Endosymbionten und diese Allianzen produzieren oft mehr Nahrung und Sauerstoff, als sie verbrauchen. Einige Schwammarten, die in nahrungsarmen Umgebungen leben, sind zu Fleischfressern geworden , die hauptsächlich kleine Krebstiere erbeuten .
Der Blumenkorb der Venus in 2572 Metern Tiefe
Der langlebige Monorhaphis chuni
Linnaeus identifizierte Schwämme fälschlicherweise als Pflanzen in der Ordnung Algen . Danach wurden Schwämme lange Zeit einem eigenen Unterreich, Parazoa (bedeutet neben den Tieren ) zugeordnet. Sie werden heute als paraphyletischer Stamm klassifiziert, aus dem sich die höheren Tiere entwickelt haben.
Ctenophoren
Ctenophores (aus dem Griechischen für das Tragen eines Kammes ), allgemein bekannt als Wabengelees, sind ein Stamm, der weltweit in Meeresgewässern lebt. Sie sind die größten nichtkolonialen Tiere, die mit Hilfe von Flimmerhärchen (Haaren oder Kämmen) schwimmen . Küstenarten müssen robust genug sein, um Wellen und wirbelnden Sedimenten standzuhalten, aber einige ozeanische Arten sind so zerbrechlich und transparent, dass es sehr schwierig ist, sie für Studien intakt zu fangen. In der Vergangenheit dachte man, dass Ctenophoren nur eine bescheidene Präsenz im Ozean haben, aber heute weiß man, dass sie oft bedeutende und sogar dominante Teile der planktonischen Biomasse sind.
Der Stamm umfasst etwa 150 bekannte Arten mit einer breiten Palette von Körperformen. Die Größen reichen von wenigen Millimetern bis 1,5 m (4 ft 11 in). Cydippiden sind eiförmig, wobei ihre Zilien in acht radialen Kammreihen angeordnet sind und einziehbare Tentakel zum Fangen von Beute einsetzen. Die benthischen Platycteniden sind im Allgemeinen kammlos und flach. Die Küsten beroids haben klaffende Münder und Mangel Tentakeln. Die meisten erwachsenen Ctenophoren jagen mikroskopisch kleine Larven und Rädertierchen und kleine Krebstiere, aber Beroids jagen andere Ctenophoren.
Licht beugende entlang der kamm Reihen einer cydippid, links Tentakel eingesetzt, rechts zurückgezogen
Mit Tentakeln besetzte Tiefsee- Ktenophor -Tentakel (Sub-Tentakel)
Eiförmiger Cydippid- Ctenophor
Gruppe kleiner benthischer kriechender Kammquallen, die Tentakel strömen und symbiotisch auf einem Seestern leben.
Lobata sp. mit gepaarten dicken Lappen
Das Meer Nussbaum hat eine vorübergehende Anus , die Formen nur dann , wenn es braucht , um den Darm entleeren.
Frühe Schriftsteller kombinierten Ctenophores mit Nesseltieren . Ctenophores ähneln Nesseltieren, da sie sowohl für die Verdauung als auch für die Atmung auf den Wasserfluss durch die Körperhöhle angewiesen sind und ein dezentralisiertes Nervennetz anstelle eines Gehirns haben. Auch wie Nesseltiere, bestehen die Körper der Ctenophoren einer Masse von Gelee, mit einer Schicht von Zellen auf der Außenseite und einem anderen Auskleiden der inneren Hohlraum. Bei Ctenophoren sind diese Schichten jedoch zwei Zellen tief, während die bei Nesseltieren nur eine Zelle tief sind. Während Nesseltiere eine radiale Symmetrie aufweisen , haben Ctenophoren zwei Analkanäle, die eine biradiale Symmetrie aufweisen (Halbdrehungssymmetrie). Die Position der Ctenophoren im evolutionären Stammbaum der Tiere ist seit langem umstritten, und die Mehrheitsmeinung, basierend auf der molekularen Phylogenetik , ist derzeit, dass Nesseltiere und Bilaterier enger miteinander verwandt sind als beide mit Ctenophoren.
Placozoa
Placozoa (aus dem Griechischen für flache Tiere ) haben den einfachsten Aufbau aller Tiere. Sie sind eine basale Form von frei lebenden (nicht-parasitären) vielzelligen Organismen , die noch keinen gemeinsamen Namen haben. Sie leben in Meeresumgebungen und bilden einen Stamm, der bisher nur drei beschriebene Arten enthält, von denen die erste, der klassische Trichoplax adhaerens , 1883 entdeckt wurde. Seit 2017 wurden zwei weitere Arten entdeckt, und genetische Methoden zeigen, dass dieser Stamm weitere 100 . hat bis 200 unbeschriebene Arten .
Trichoplax ist ein kleines, abgeflachtes Tier mit einem Durchmesser von etwa einem mm und einer Dicke von normalerweise etwa 25 µm. Wie die Amöben ähneln sie oberflächlich, verändern sie ständig ihre äußere Form. Außerdem bilden sich gelegentlich kugelförmige Phasen, die die Bewegung erleichtern können. Trichoplax fehlt Gewebe und Organe. Es gibt keine manifeste Körpersymmetrie, daher ist es nicht möglich, anterior von posterior oder links von rechts zu unterscheiden. Es besteht aus einigen tausend Zellen von sechs Typen in drei verschiedenen Schichten. Die äußere Schicht aus einfachen Epithelzellen trägt Flimmerhärchen, mit denen das Tier ihm beim Kriechen am Meeresboden hilft. Trichoplax ernährt sich, indem es Nahrungspartikel – hauptsächlich Mikroben und organische Detritus – mit ihrer Unterseite verschlingt und absorbiert.
Meeresnesseltiere
Nesseltiere (aus dem Griechischen für Brennnessel ) zeichnen sich durch das Vorhandensein von Nesselzellen aus , spezialisierten Zellen, die sie hauptsächlich zum Fangen von Beute verwenden. Nesseltiere umfassen Korallen , Seeanemonen , Quallen und Hydrozoen . Sie bilden einen Stamm über 10.000 enthält Arten von Tieren gefunden ausschließlich in Gewässern (vor allem marine) -Umgebungen. Ihre Körper bestehen aus Mesoglea , einer nicht lebenden geleeartigen Substanz, die zwischen zwei Epithelschichten eingeschlossen ist , die meist eine Zelle dick sind . Sie haben zwei grundlegende Körperformen: schwimmende Medusen und sitzende Polypen , die beide radialsymmetrisch sind und deren Münder von Tentakeln umgeben sind, die Nesselzellen tragen. Beide Formen haben eine einzige Körperöffnung und Körperhöhle, die der Verdauung und Atmung dienen .
Fossile Nesseltiere wurden in Gesteinen gefunden, die vor etwa 580 Millionen Jahren entstanden sind . Fossilien von Nesseltieren, die keine mineralisierten Strukturen bilden, sind selten. Wissenschaftler glauben derzeit, dass Nesseltiere, Ctenophoren und Bilaterier näher mit Kalkschwämmen verwandt sind als diese mit anderen Schwämmen , und dass Anthozoen die evolutionären "Tanten" oder "Schwestern" anderer Nesseltiere sind und am engsten mit den Bilateriern verwandt sind.
Nesseltiere sind die einfachsten Tiere, bei denen die Zellen in Geweben organisiert sind. Die Seeanemone Sternchen dient als Modellorganismus in der Forschung. Es ist einfach im Labor zu pflegen und es wurde ein Protokoll entwickelt, das täglich eine große Anzahl von Embryonen hervorbringen kann. Es gibt einen bemerkenswerten Grad an Ähnlichkeit in der Erhaltung und Komplexität der Gensequenz zwischen der Seeanemone und den Wirbeltieren. Insbesondere sind in der Anemone auch Gene vorhanden, die an der Kopfbildung bei Wirbeltieren beteiligt sind.
Seeanemonen sind in Gezeitentümpeln verbreitet .
Ihre Tentakel stechen und lähmen kleine Fische.
Sinkt eine Insel unter das Meer, kann das Korallenwachstum mit steigendem Wasser mithalten und ein Atoll bilden .
Der Mantel der roten Papierlaternenqualle zerknittert und dehnt sich wie eine Papierlaterne aus.
Der portugiesische Kriegsmann ist ein kolonialer Siphonophor
Marrus orthocanna ein weiterer kolonialer Siphonophor, der aus zwei Arten von Zooiden zusammengesetzt ist .
Porpita porpita besteht aus einer Kolonie von Hydroiden
Löwenmähnenqualle , größte bekannte Qualle
Turritopsis dohrnii erreicht die biologische Unsterblichkeit, indem es seine Zellen in die Kindheit zurückversetzt.
Die Seewespe ist die tödlichste Qualle der Welt.
Bilaterale wirbellose Tiere
Einige der frühesten Bilaterianer waren wurmartig, und der ursprüngliche Bilaterianer könnte ein am Boden lebender Wurm mit einer einzigen Körperöffnung gewesen sein. Ein bilateraler Körper kann als Zylinder mit einem Darm zwischen zwei Öffnungen, dem Mund und dem Anus, vorgestellt werden. Um den Darm herum hat es eine innere Körperhöhle, ein Zölom oder Pseudozölom. Tiere mit diesem beidseitig symmetrischen Körperplan haben ein Kopfende (vorderes) und ein Schwanzende (hinteres) sowie einen Rücken (dorsal) und einen Bauch (ventral); daher haben sie auch eine linke und eine rechte Seite.
Ein Vorderteil zu haben bedeutet, dass dieser Körperteil Reizen ausgesetzt ist, wie zum Beispiel Nahrung, die die Kephalisation begünstigen , die Entwicklung eines Kopfes mit Sinnesorganen und eines Mundes. Der Körper streckt sich vom Kopf nach hinten, und viele Bilaterier haben eine Kombination aus kreisförmigen Muskeln , die den Körper verengen, wodurch er länger wird, und einem entgegengesetzten Satz von Längsmuskeln, die den Körper verkürzen; diese ermöglichen es weichen Tieren mit hydrostatischem Skelett , sich durch Peristaltik fortzubewegen . Sie haben auch einen Darm, der sich durch den im Wesentlichen zylindrischen Körper vom Mund bis zum Anus erstreckt. Viele Bilaterianstämme haben primäre Larven, die mit Zilien schwimmen und ein apikales Organ haben, das Sinneszellen enthält. Es gibt jedoch Ausnahmen von jedem dieser Merkmale; zum Beispiel sind adulte Stachelhäuter radial symmetrisch (im Gegensatz zu ihren Larven), und bestimmte parasitäre Würmer haben extrem vereinfachte Körperstrukturen.
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Protostomien
Protostomes (aus dem Griechischen für Erster Mund ) sind ein Superstamm von Tieren . Sie ist eine Schwesterklade der Deuterostomas (aus dem Griechischen für zweiter Mund ), mit der sie die Nephrozoa- Klade bildet. Protostome unterscheiden sich von Deuterostomen durch die Art und Weise, wie sich ihre Embryonen entwickeln . Bei Protostomen wird die erste Öffnung, die sich entwickelt, zum Mund , während sie bei Deuterostomen zum Anus wird.
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Meereswürmer
Würmer (altenglisch für Schlangen ) bilden eine Reihe von Stämmen. Verschiedene Gruppen von Meereswürmern sind nur entfernt verwandt, so dass sie in mehreren verschiedenen Stämmen wie Annelida (segmentierte Würmer), Chaetognatha (Pfeilwürmer), Phoronida (Hufeisenwürmer) und Hemichordata vorkommen . Alle Würmer, mit Ausnahme der Hemichordata, sind Protostomien. Die Hemichordata sind Deuterostomas und werden in einem eigenen Abschnitt weiter unten diskutiert.
Der typische Körperplan eines Wurms umfasst lange zylindrische röhrenartige Körper und keine Gliedmaßen . Meereswürmer variieren in der Größe von mikroskopisch bis über 1 Meter (3,3 ft) lang für einige marine Polychaete-Würmer ( Borstenwürmer ) und bis zu 58 Meter (190 ft) für den marinen Nemertean-Wurm ( Bootlace-Wurm ). Einige Meereswürmer besetzen eine kleine Vielfalt parasitärer Nischen und leben im Körper anderer Tiere, während andere freier in der Meeresumwelt leben oder sich unter der Erde graben. Viele dieser Würmer haben spezielle Tentakel, die zum Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid verwendet werden und auch zur Fortpflanzung verwendet werden können. Einige marine Würmer sind Röhrenwürmer , wie die Riesenröhrenwurm , die in den Gewässern in der Nähe von Unterwasser lebt Vulkane und kann Temperaturen bis zu 90 Grad aushalten Celsius . Platyhelminthes (Plattwürmer) bilden einen weiteren Wurmstamm, der eine Klasse von parasitären Bandwürmern umfasst. Der marine Bandwurm Polygonoporus giganticus , der im Darm von Pottwalen vorkommt , kann über 30 m (100 ft) groß werden.
Nematoden (Spulwürmer) bilden einen weiteren Wurmstamm mit röhrenförmigen Verdauungssystemen und einer Öffnung an beiden Enden. Über 25.000 Nematodenarten wurden beschrieben, von denen mehr als die Hälfte parasitär sind. Es wurde geschätzt, dass weitere Millionen unbeschrieben bleiben. Sie sind in Meeres-, Süßwasser- und terrestrischen Umgebungen allgegenwärtig, wo sie sowohl in Bezug auf Individuen als auch auf Arten viele andere Tiere übertreffen. Sie kommen in jedem Teil der Lithosphäre der Erde vor , von den Gipfeln der Berge bis zum Boden ozeanischer Gräben . Nach der Zählung repräsentieren sie 90% aller Tiere auf dem Meeresboden . Ihre zahlenmäßige Dominanz, die oft eine Million Individuen pro Quadratmeter übersteigt und etwa 80% aller Einzeltiere der Erde ausmacht, ihre Vielfalt der Lebenszyklen und ihre Präsenz auf verschiedenen trophischen Ebenen weisen auf eine wichtige Rolle in vielen Ökosystemen hin.
Riesige Röhrenwürmer gruppieren sich um hydrothermale Quellen .
Nematoden sind ubiquitäre Pseudocoelomaten, die Meerespflanzen und -tiere parasitieren können.
Mückenwürmer werden normalerweise auf dem Grund flacher Meeresgewässer gefunden.
Meeresmollusken
Weichtiere (lateinisch für weich ) bilden einen Stamm mit etwa 85.000 existierenden anerkannten Arten . Sie sind die größte marine phylum in Bezug auf die Arten zählen, mit etwa 23% aller den genannten marinen Organismen . Weichtiere haben vielfältigere Formen als andere wirbellose Stämme. Sie sind sehr vielfältig, nicht nur in Größe und anatomischer Struktur, sondern auch in Verhalten und Lebensraum.
Der Molluskenstamm wird in 9 oder 10 taxonomische Klassen eingeteilt . Zu diesen Klassen gehören Schnecken , Muscheln und Kopffüßer sowie andere weniger bekannte, aber charakteristische Klassen. Gastropoden mit Schutzschalen werden im Sinne Schnecken , während Gastropoden ohne Schutzschalen als bezeichnet werden slugs . Gastropoden sind mit Abstand die artenreichsten Weichtiere. Muscheln umfassen Muscheln , Austern , Herzmuscheln , Miesmuscheln , Jakobsmuscheln und zahlreiche andere Familien . Es gibt etwa 8.000 Meeresmuschelarten (einschließlich Brackwasser- und Flussmündungsarten ). Von einer Quahog- Muschel aus der Tiefsee wurde berichtet, dass sie 507 Jahre gelebt hat, was sie zum längsten aufgezeichneten Leben aller Tiere abgesehen von Kolonialtieren oder fast kolonialen Tieren wie Schwämmen macht .
Meeresschnecken sind Meeresschnecken oder Meeresschnecken . Diese Nacktschnecke ist eine Meeresschnecke.
Die Meeresschnecke Syrinx aruanus hat ein bis zu 91 cm langes Gehäuse, das größte aller lebenden Schnecken.
Weichtiere haben normalerweise Augen. An den Rand des Mantels einer Jakobsmuschel , einer Muschel , können über 100 einfache Augen grenzen .
Miesmuschel , eine andere Muschel
Kopffüßer umfassen Tintenfische , Tintenfische und Tintenfische . Ungefähr 800 lebende Arten von marinen Kopffüßern wurden identifiziert und schätzungsweise 11.000 ausgestorbene Taxa wurden beschrieben. Sie kommen in allen Ozeanen vor, aber es gibt keine vollständigen Süßwasser-Kopffüßer.
Der Nautilus ist ein lebendes Fossil, das sich seit seiner Entwicklung vor 500 Millionen Jahren als einer der ersten Kopffüßer kaum verändert hat .
Rekonstruktion eines Ammoniten , eines sehr erfolgreichen frühen Kopffüßers , der 400 Millionen Jahre alt war .
Kopffüßer, wie dieser Tintenfisch , nutzen ihre Mantelhöhle für den Düsenantrieb .
Kolossaler Tintenfisch , der größte aller Wirbellosen
Weichtiere haben so unterschiedliche Formen, dass viele Lehrbücher ihre Beschreibungen der Molluskenanatomie auf einer verallgemeinerten oder hypothetischen Ahnenmolluske basieren . Dieses generalisierte Weichtier ist unsegmentiert und bilateral symmetrisch mit einer Unterseite, die aus einem einzelnen muskulösen Fuß besteht . Darüber hinaus verfügt es über drei weitere wichtige Funktionen. Erstens hat es einen muskulösen Mantel, der als Mantel bezeichnet wird und seine Eingeweide bedeckt und einen bedeutenden Hohlraum enthält, der zum Atmen und zur Ausscheidung verwendet wird . Eine vom Mantel abgesonderte Hülle bedeckt die obere Oberfläche. Zweitens (abgesehen von Muscheln) hat es eine Raspelzunge namens Radula, die zum Füttern verwendet wird. Drittens hat es ein Nervensystem, das ein komplexes Verdauungssystem umfasst, das mikroskopisch kleine, muskelbetriebene Haare, die Zilien genannt werden, verwendet, um Schleim abzusondern . Das generalisierte Weichtier hat zwei gepaarte Nervenstränge (drei bei Muscheln). Das Gehirn , bei Arten, die eine haben, umgibt die Speiseröhre . Die meisten Weichtiere haben Augen und alle haben Sensoren, die Chemikalien, Vibrationen und Berührungen erkennen.
Es gibt gute Beweise für das Auftreten von Meeresschnecken, Kopffüßern und Muscheln im Kambrium vor 541 bis 485,4 Millionen Jahren .
Meeresarthropoden
Arthropoden (griechisch für gegliederte Füße ) haben ein Exoskelett (äußeres Skelett ), einen segmentierten Körper und gelenkige Anhängsel (gepaarte Anhängsel). Sie bilden einen Stamm, der Insekten , Spinnentiere , Myriapoden und Krebstiere umfasst . Arthropoden zeichnen sich durch ihre gegliederten Gliedmaßen und die Kutikula aus Chitin aus , die oft mit Calciumcarbonat mineralisiert ist . Der Arthropoden Körperplan besteht aus Segmenten , die jeweils mit einem Paar von Anhängseln . Die starre Kutikula hemmt das Wachstum, so dass Arthropoden sie regelmäßig durch Häutung ersetzen . Ihre Vielseitigkeit hat es ihnen ermöglicht, in den meisten Umgebungen die artenreichsten Mitglieder aller ökologischen Gilden zu werden.
Die evolutionäre Abstammung der Arthropoden reicht bis ins Kambrium zurück und wird allgemein als monophyletisch angesehen . Allerdings wurden in letzter Zeit basale Beziehungen von Arthropoden zu ausgestorbenen Stämmen wie Lobopodien diskutiert.
Panarthropoden |
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Fossiler Trilobit . Trilobiten tauchten erstmals um 521 Ma auf . Sie waren sehr erfolgreich und wurden 270 Ma lang überall im Ozean gefunden.
Die Anomalocaris ("abnormale Garnele") war einer der ersten Spitzenprädatoren und tauchte erstmals um 515 Ma auf.
Der größte bekannte Arthropode, der Seeskorpion Jaekelopterus rhenaniae , wurde ab etwa 390 Ma in Mündungsschichten gefunden . Es war bis zu 2,5 m lang.
Pfeilschwanzkrebse sind lebende Fossilien , im Wesentlichen unverändert für 450 Ma.
Existierende Meeresarthropoden reichen in der Größe vom mikroskopisch kleinen Krebstier Stygotantulus bis zur Japanischen Seespinnen . Die primäre innere Höhle der Arthropoden ist ein Hämocoel , das ihre inneren Organe beherbergt und durch das ihre Hämolymphe - Analogon des Blutes - zirkuliert; sie haben offene Kreislaufsysteme . Wie ihr Äußeres sind die inneren Organe von Arthropoden im Allgemeinen aus sich wiederholenden Segmenten aufgebaut. Ihr Nervensystem ist "leiterartig", mit paarigen ventralen Nervensträngen, die durch alle Segmente verlaufen und in jedem Segment paarige Ganglien bilden . Ihre Köpfe werden durch Verschmelzung von unterschiedlich vielen Segmenten gebildet, und ihre Gehirne werden durch Verschmelzung der Ganglien dieser Segmente gebildet und umgeben die Speiseröhre . Das Atmungs- und Ausscheidungssystem von Arthropoden variiert sowohl in Abhängigkeit von ihrer Umgebung als auch von dem Unterstamm, zu dem sie gehören.
Viele Krebstiere sind sehr klein, wie dieses winzige Flohkrebs , und machen einen bedeutenden Teil des Zooplanktons des Ozeans aus .
Die japanische Seespinnen haben die längste Beinspanne aller Gliederfüßer und erreichen von Klaue zu Klaue 5,5 Meter (18 ft).
Die Tasmanische Riesenkrabbe ist langlebig und wächst langsam, was sie anfällig für Überfischung macht.
Fangschreckenkrebse haben die fortschrittlichsten Augen im Tierreich und zerschmettern Beute, indem sie ihre keulenartigen Greifklauen schwingen .
Das Sehen von Gliederfüßern beruht auf verschiedenen Kombinationen von Facettenaugen und Pigmentgruben- Ocellen : Bei den meisten Arten können die Ocellen nur die Richtung erkennen, aus der das Licht einfällt, und die Facettenaugen sind die Hauptinformationsquelle. Arthropoden haben auch eine breite Palette von chemischen und mechanischen Sensoren, meist auf Basis von Modifizierungen der vielen Borsten (Borsten) , das Projekt durch ihre Kutikula. Die Fortpflanzungsmethoden von Arthropoden sind vielfältig: Landarten verwenden eine Form der inneren Befruchtung, während marine Arten ihre Eier entweder mit innerer oder äußerer Befruchtung legen . Gliederfüßer-Schlüpflinge variieren von Miniatur-Erwachsenen bis hin zu Maden, die keine gegliederten Gliedmaßen haben und schließlich eine vollständige Metamorphose durchlaufen , um die erwachsene Form zu erzeugen.
Deuterostomas
Bei Deuterostomen wird die erste Öffnung, die sich im wachsenden Embryo entwickelt, zum Anus , während sie bei Protostomen zum Mund wird. Deuterostome bilden einen Superphylum von Tieren und sind die Schwestergruppe der Protostome . Die frühesten bekannten Deuterostome sind Saccorhytus- Fossilien von vor etwa 540 Millionen Jahren. Der Saccorhytus- Mund kann auch als Anus fungiert haben.
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Stachelhäuter
Stachelhäuter (griechisch für stachelige Haut ) ist ein Stamm, der nur wirbellose Meerestiere enthält. Der Stamm enthält etwa 7000 lebende Arten und ist damit nach den Chordaten die zweitgrößte Gruppe von Deuterostomen .
Ausgewachsene Stachelhäuter sind an ihrer radialen Symmetrie (normalerweise 5-Punkt) erkennbar und umfassen Seesterne , Seeigel , Sanddollar und Seegurken sowie die Seelilien . Stachelhäuter kommen in jeder Meerestiefe vor, von der Gezeitenzone bis zur Abgrundzone . Sie sind einzigartig unter Tieren, da sie im Larvenstadium eine bilaterale Symmetrie aufweisen, als Erwachsene jedoch eine fünffache Symmetrie ( Pentamerismus , eine spezielle Art von Radialsymmetrie).
Stachelhäuter sind sowohl biologisch als auch geologisch wichtig. Biologisch gibt es nur wenige andere Gruppierungen, die in der biotischen Wüste der Tiefsee sowie in flacheren Ozeanen so häufig vorkommen. Die meisten Stachelhäuter sind in der Lage, Gewebe, Organe, Gliedmaßen zu regenerieren und sich ungeschlechtlich fortzupflanzen ; in einigen Fällen können sie sich von einem einzigen Glied aus vollständig regenerieren. Geologisch liegt der Wert von Stachelhäutern in ihren verknöcherten Skeletten , die zu vielen Kalksteinformationen beitragen und wertvolle Hinweise auf die geologische Umgebung liefern können. Sie waren die am häufigsten verwendeten Arten in der regenerativen Forschung im 19. und 20. Jahrhundert.
Stachelhäuter bedeutet wörtlich "stachelige Haut", wie dieser Wassermelonen-Seeigel veranschaulicht.
Der ockerfarbene Seestern war das erste untersuchte Keystone-Raubtier . Sie begrenzen Muscheln, die Gezeitengemeinschaften überfordern können.
Bunte Seerosen im seichten Wasser
Seegurken ernähren sich von Plankton und Schwebstoffen.
Das Seeschwein , eine Tiefsee-Seegurke, ist der einzige Stachelhäuter, der sich mit Beinen fortbewegt.
Eine bethopelagische und biolumineszierende schwimmende Seegurke , 3200 Meter tief
Einige Wissenschaftler halten die Strahlung von Stachelhäutern für die mesozoische Meeresrevolution verantwortlich . Abgesehen von dem schwer zu klassifizierenden Arkarua (einem präkambrischen Tier mit stachelhäuterähnlicher pentameröser radialer Symmetrie) tauchten die ersten definitiven Mitglieder des Stammes nahe dem Beginn des Kambriums auf .
Hemichordates
Hemichordates bilden einen Schwesterstamm der Stachelhäuter . Sie sind einsame wurmförmige Organismen, die vom Menschen aufgrund ihres Lebensstils selten gesehen werden. Sie umfassen zwei Hauptgruppen, die Eichelwürmer und die Pterobranchia . Pterobranchien bilden eine Klasse mit etwa 30 Arten kleiner wurmförmiger Tiere, die in sezernierten Röhren auf dem Meeresboden leben. Eichelwürmer bilden eine Klasse mit etwa 111 Arten, die im Allgemeinen in U-förmigen Höhlen auf dem Meeresboden leben, von der Küste bis in eine Tiefe von 3000 Metern. Die Würmer liegen dort mit dem Rüssel, der aus einer Öffnung im Bau herausragt, und leben als Einlagenfresser oder Suspensionsfresser. Es wird vermutet, dass die Vorfahren der Eichelwürmer wie ihre Verwandten, die Pterobranchia, in Röhren lebten, aber schließlich ein sichereres und geschützteres Leben in Sedimenthöhlen führten. Einige dieser Würmer können sehr lang werden; eine bestimmte Art kann eine Länge von 2,5 Metern erreichen, obwohl die meisten Eichelwürmer viel kleiner sind.
Eichelwürmer sind höher spezialisiert und fortgeschrittener als andere wurmähnliche Organismen. Sie haben ein Kreislaufsystem mit einem Herzen, das auch als Niere fungiert. Eichelwürmer haben kiemenartige Strukturen, die sie zum Atmen verwenden, ähnlich den Kiemen von Fischen. Daher werden Eichelwürmer manchmal als Bindeglied zwischen klassischen Wirbellosen und Wirbeltieren bezeichnet . Eichelwürmer bilden mit zunehmender Größe ständig neue Kiemenspalten, und einige ältere Individuen haben mehr als hundert auf jeder Seite. Jeder Schlitz besteht aus einer Kiemenkammer, die sich durch eine U-förmige Spalte zum Rachen öffnet. Zilien drücken das Wasser durch die Schlitze und halten einen konstanten Fluss aufrecht, genau wie bei Fischen. Einige Eichelwürmer haben auch einen postanalen Schwanz, der dem postanalen Schwanz von Wirbeltieren homolog sein kann.
Der dreiteilige Körperplan des Eichelwurms ist bei den Wirbeltieren nicht mehr vorhanden, außer in der Anatomie des frontalen Neuralrohrs, das sich später zu einem dreigeteilten Gehirn entwickelt hat. Dies bedeutet, dass ein Teil der ursprünglichen Anatomie der frühen Chordate-Vorfahren bei Wirbeltieren noch vorhanden ist, auch wenn sie nicht immer sichtbar ist. Eine Theorie besagt, dass der dreiteilige Körper von einem frühen gemeinsamen Vorfahren der Deuterostomen und vielleicht sogar von einem gemeinsamen bilateralen Vorfahren sowohl der Deuterostomen als auch der Protostome stammt. Studien haben gezeigt, dass die Genexpression im Embryo drei der gleichen Signalzentren teilt, die das Gehirn aller Wirbeltiere formen, aber anstatt an der Bildung ihres neuronalen Systems beteiligt zu sein, steuern sie die Entwicklung der verschiedenen Körperregionen.
Marine-Akkorde
Der Chordate- Stamm hat drei Unterstämme, von denen eine die Wirbeltiere sind (siehe unten). Die anderen beiden Unterstämme sind wirbellose Meerestiere: die Manteltiere ( Salpen und Seescheiden ) und die Kopfhaare (wie Lanzetten ). Wirbellose Chordaten sind nahe Verwandte der Wirbeltiere. Insbesondere hat es eine Diskussion darüber , wie eng einigen ausgestorbenen Meeresarten gewesen, wie Pikaiidae , Palaeospondylus , Zhongxiniscus und Vetulicolia könnte ancestrally auf Wirbeltiere betreffen.
Die Lanzette , ein kleiner durchscheinender fischähnlicher Cephalochordate , ist der nächste lebende wirbellose Verwandte der Wirbeltiere.
Manteltiere, wie diese fluoreszierenden Seescheiden , können Hinweise auf Wirbeltiere und damit auf die menschliche Abstammung geben.
Pyrosomen sind frei schwebende biolumineszierende Manteltiere, die aus Hunderten von Individuen bestehen.
Salp- Kette
Wirbeltiere
Wirbeltiere (lateinisch für Gelenke der Wirbelsäule ) sind ein Unterstamm der Chordaten . Sie sind Chordaten, die eine Wirbelsäule (Rückgrat) haben. Die Wirbelsäule bildet die zentrale Stützstruktur für ein inneres Skelett, das dem Körper Form, Unterstützung und Schutz verleiht und ein Mittel zur Verankerung von Flossen oder Gliedmaßen am Körper bereitstellen kann. Die Wirbelsäule dient auch dazu, das Rückenmark, das innerhalb der Wirbelsäule liegt, aufzunehmen und zu schützen .
Meereswirbeltiere können in Meer unterteilt werden Fisch und Meer Tetrapoden .
Meeresfische
Fische atmen typischerweise, indem sie dem Wasser durch Kiemen Sauerstoff entziehen und haben eine durch Schuppen und Schleim geschützte Haut . Sie verwenden Flossen , um sich im Wasser anzutreiben und zu stabilisieren, und haben normalerweise ein zweikammeriges Herz und Augen, die gut an das Sehen unter Wasser sowie an andere Sinnessysteme angepasst sind . Bis 2017 wurden über 33.000 Fischarten beschrieben, davon etwa 20.000 Meeresfische.
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Kieferloser Fisch
Frühe Fische hatten keine Kiefer . Die meisten gingen ausgestorben , wenn sie von jawed Fisch (unten) outcompeted wurden, sondern zwei Gruppen überlebt: hagfish und lampreys . Hagfish bilden eine Klasse von etwa 20 Arten von aalförmigen , schleimproduzierenden Meeresfischen. Sie sind die einzigen bekannten lebenden Tiere, die einen Schädel, aber keine Wirbelsäule haben . Neunaugen bilden eine Superklasse mit 38 bekannten Arten von kieferlosen Fischen . Das erwachsene Neunauge zeichnet sich durch ein gezahntes, trichterartiges Saugmaul aus. Obwohl sie dafür bekannt sind, sich in das Fleisch anderer Fische zu bohren, um ihr Blut zu saugen , sind nur 18 Arten von Neunaugen tatsächlich parasitär. Schleimfische und Neunaugen bilden zusammen die Schwestergruppe der Wirbeltiere. Lebende Hexenfische bleiben den Hexenfischen von vor etwa 300 Millionen Jahren ähnlich. Die Neunaugen sind eine sehr alte Abstammungslinie der Wirbeltiere, obwohl ihre genaue Beziehung zu hagfishes und Jawed Wirbeltieren noch umstritten ist. Molekulare Analysen seit 1992 haben ergeben, dass Schleimfische am engsten mit Neunaugen verwandt sind, ebenso wie Wirbeltiere im monophyletischen Sinne. Andere betrachten sie als eine Schwestergruppe von Wirbeltieren im gemeinsamen Taxon der Craniata.
Das Tully-Monster ist eine ausgestorbene Gattung weicher Bilaterier, die vor etwa 300 Millionen Jahren in tropischen Flussmündungen lebten. Seit 2016 gibt es Kontroversen darüber, ob es sich bei diesem Tier um ein Wirbeltier oder ein Wirbelloses handelt. Im Jahr 2020 fanden Forscher "starke Beweise", dass das Tully-Monster ein Wirbeltier war und ein kieferloser Fisch in der Linie des Neunauges .
Hagfish sind die einzigen bekannten lebenden Tiere mit einem Schädel, aber ohne Wirbelsäule .
Die ausgestorbenen Pteraspidomorphi , Vorfahren der Wirbeltiere mit Kiefern
Pteraspidomorphi ist eine ausgestorbene Klasse von frühen kieferlosen Fischen, die Vorfahren der Wirbeltiere mit Kiefer sind. Die wenigen Merkmale, die sie mit letzteren teilen, gelten heute für alle Wirbeltiere als primitiv .
Zu Beginn des Devon tauchten Fische mit einer tiefen Umgestaltung des Wirbeltierschädels auf, die zu einem Kiefer führte . Alle Kiefer von Wirbeltieren, einschließlich des menschlichen Kiefers, haben sich aus diesen frühen Fischkiefern entwickelt. Das Auftreten des frühen Wirbeltierkiefers wurde als "vielleicht der tiefgreifendste und radikalste Evolutionsschritt in der Wirbeltiergeschichte" beschrieben. Kiefer ermöglichen es, Beute zu fangen, zu halten und zu kauen. Fische ohne Kiefer hatten größere Schwierigkeiten zu überleben als Fische mit Kiefern, und die meisten kieferlosen Fische starben während der Trias aus.
Knorpelfisch
Kieferfische lassen sich in zwei Hauptgruppen einteilen: Fische mit knöchernen Innenskeletten und Fische mit knorpeligen Innenskeletten . Knorpelfische wie Haie und Rochen haben Kiefer und Skelette, die eher aus Knorpel als aus Knochen bestehen . Megalodon ist eine ausgestorbene Haiart, die etwa 28 bis 1,5 Ma lebte. Es sah aus wie eine stämmige Version des Weißen Hais , war aber mit Fossillängen von 20,3 Metern (67 Fuß) viel größer. In allen Ozeanen gefunden, war es einer der größten und mächtigsten Raubtiere in der Geschichte der Wirbeltiere und hatte wahrscheinlich einen tiefgreifenden Einfluss auf das Meeresleben. Der Grönlandhai hat die längste bekannte Lebensdauer aller Wirbeltiere, etwa 400 Jahre. Einige Haie wie der Weiße Hai sind teilweise warmblütig und gebären lebend. Der Mantarochen , der größte Rochen der Welt, wurde von der Fischerei angegriffen und ist jetzt gefährdet .
Knorpelfische können sich aus Stachelhaien entwickelt haben .
Mantarochen , der größte Rochen
Das ausgestorbene Megalodon ähnelte einem riesigen Weißen Hai .
Der Grönlandhai lebt länger als jedes andere Wirbeltier.
Der größte noch existierende Fisch, der Walhai , ist heute eine gefährdete Art .
Knochiger Fisch
Knochenfische haben Kiefer und Skelette, die eher aus Knochen als aus Knorpel bestehen . Knochenfische haben auch harte Knochenplatten namens Operculum, die ihnen helfen zu atmen und ihre Kiemen zu schützen, und sie besitzen oft eine Schwimmblase, die sie zur besseren Kontrolle ihres Auftriebs verwenden. Knochenfische können weiter in solche mit Lappenflossen und solche mit Rochenflossen unterteilt werden . Die ungefähren Daten im phylogenetischen Baum stammen von Near et al., 2012 und Zhu et al., 2009.
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Lappenflossen haben die Form von fleischigen Lappen, die von knöchernen Stielen getragen werden, die sich vom Körper erstrecken. Guiyu oneiros , der früheste bekannte Knochenfisch, lebte im Obersilur vor 419 Millionen Jahren. Es hat die Kombination von Strahlenflossen- und Lappenflossen-Merkmale, obwohl die Analyse der Gesamtheit seiner Merkmale es näher an Lappenflossen-Fisch bringt. Lappenflossen entwickelten sich zu den Beinen der ersten tetrapoden Landwirbeltiere, so dass ein früher Vorfahr des Menschen ein Lappenflossenfisch war. Abgesehen von Quastenflossern und Lungenfischen sind Lappenflossenfische inzwischen ausgestorben.
Die restlichen Knochenfische haben Rochenflossen. Diese bestehen aus Hautgeweben, die von knöchernen oder hornigen Stacheln (Strahlen) getragen werden, die aufgerichtet werden können, um die Flossensteifigkeit zu kontrollieren.
- Das Hauptunterscheidungsmerkmal der Chondrosteans ( Stör , Paddelfisch , Bichir und Schilffisch ) ist die knorpelige Beschaffenheit ihrer Skelette. Die Vorfahren der Chondrosteans gelten als Knochenfische, aber die Eigenschaft eines verknöcherten Skeletts ging in der späteren evolutionären Entwicklung verloren, was zu einer Aufhellung des Rahmens führte.
- Neopterygier (aus dem Griechischen für neue Flossen ) tauchten irgendwann im späten Perm vor den Dinosauriern auf. Sie waren eine sehr erfolgreiche Fischgruppe, weil sie sich schneller bewegen konnten als ihre Vorfahren. Ihre Schuppen und Skelette wurden während ihrer Evolution heller und ihre Kiefer wurden kräftiger und effizienter.
Teleosten
Etwa 96% aller modernen Fischarten sind Knochenfische, von denen etwa 14.000 Meeresarten sind. Teleosten können von anderen Knochenfischen durch ihren Besitz eines homozerkalen Schwanzes unterschieden werden , ein Schwanz, bei dem die obere Hälfte die untere Hälfte widerspiegelt . Ein weiterer Unterschied liegt in ihren Kieferknochen – Knochenfische haben Modifikationen in der Kiefermuskulatur, die es ihnen ermöglichen, ihre Kiefer hervorzustehen . Dadurch können sie Beute greifen und ins Maul ziehen . Im Allgemeinen sind Knochenfische schneller und flexibler als basale Knochenfische. Ihre Skelettstruktur hat sich zu größerer Leichtigkeit entwickelt. Obwohl Knochen von Knochenfischen gut verkalkt sind , bestehen sie aus einem Gerüst von Streben und nicht aus den dichten Spongiosaknochen von Holostean- Fischen.
Teleosten kommen in fast allen marinen Lebensräumen vor . Sie haben eine enorme Vielfalt und reichen in der Größe von ausgewachsenen Grundeln mit einer Länge von 8 mm bis hin zu Mondfischen mit einem Gewicht von über 2.000 kg. Die folgenden Bilder zeigen etwas von der Vielfalt in Form und Farbe moderner Meerestiere...
Fast die Hälfte aller existierenden Wirbeltierarten sind Knochenfische.
Meeres-Tetrapoden
Ein Tetrapod (griechisch für vier Fuß ) ist ein Wirbeltier mit Gliedmaßen (Füße). Tetrapoden entwickelten sich vor etwa 400 Millionen Jahren während des Devons aus alten Lappenflossenfischen, als ihre frühesten Vorfahren aus dem Meer auftauchten und sich an das Leben an Land anpassten. Dieser Wechsel von einem Körperplan zum Atmen und Navigieren in schwerkraftneutralem Wasser zu einem Körperplan mit Mechanismen, die es dem Tier ermöglichen, Luft einzuatmen, ohne zu dehydrieren und sich an Land zu bewegen, ist eine der tiefgreifendsten bekannten evolutionären Veränderungen. Tetrapoden können in vier Klassen eingeteilt werden: Amphibien , Reptilien , Vögel und Säugetiere .
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Marine Tetrapoden sind Tetrapoden, die vom Land wieder ins Meer zurückgekehrt sind. Die ersten Rückkehr in den Ozean kann bereits im Karbon stattgefunden haben, während andere Rückkehrer erst im Känozoikum auftraten , wie bei Walen, Flossenfüßern und mehreren modernen Amphibien . Amphibien (aus dem Griechischen für beide Lebensformen ) leben einen Teil ihres Lebens im Wasser und einen Teil an Land. Zur Fortpflanzung benötigen sie meist Süßwasser. Einige wenige leben in Brackwasser, aber es gibt keine echten Meeresamphibien. Es gibt jedoch Berichte über Amphibien, die in Meeresgewässer eindringen, wie beispielsweise eine Invasion des Schwarzen Meeres durch die natürliche Hybride Pelophylax esculentus im Jahr 2010.
Reptilien
Reptilien (später lateinisch für kriechen oder kriechen ) haben kein aquatisches Larvenstadium und sind auf diese Weise anders als Amphibien. Die meisten Reptilien sind ovipar, obwohl mehrere Arten von Squamaten lebendgebärend sind , ebenso wie einige ausgestorbene aquatische Kladen – der Fötus entwickelt sich innerhalb der Mutter, die in einer Plazenta und nicht in einer Eierschale enthalten ist . Als Amnioten sind Reptilieneier zum Schutz und zum Transport von Membranen umgeben, die sie an die Fortpflanzung auf trockenem Land anpassen. Viele der lebendgebärenden Arten ernähren ihre Föten durch verschiedene Formen der Plazenta, die denen von Säugetieren analog sind , wobei einige ihre Jungtiere anfänglich versorgen.
Einige Reptilien sind näher mit Vögeln verwandt als andere Reptilien, und viele Wissenschaftler ziehen es vor, Reptilien zu einer monophyletischen Gruppe zu machen, zu der auch die Vögel gehören. Noch vorhandene nicht-avian Reptilien der inhabit oder das Meer häufig gehören Schildkröten , Seeschlangen , terrapins , die marine iguana , und das Salzwasser Krokodil . Derzeit werden von den etwa 12.000 existierenden Reptilienarten und -unterarten nur etwa 100 als Meeresreptilien eingestuft.
Mit Ausnahme einiger Seeschlangen sind die meisten lebenden Meeresreptilien ovipar und müssen an Land zurückkehren, um ihre Eier abzulegen. Abgesehen von Meeresschildkröten verbringen die Arten normalerweise die meiste Zeit ihres Lebens an oder in der Nähe von Land und nicht im Meer. Seeschlangen bevorzugen im Allgemeinen flache Gewässer in der Nähe von Land, um Inseln herum, insbesondere Gewässer, die etwas geschützt sind, sowie in der Nähe von Flussmündungen. Im Gegensatz zu Landschlangen haben Seeschlangen abgeflachte Schwänze entwickelt, die ihnen beim Schwimmen helfen.
Der alte Ichthyosaurus communis entwickelte unabhängig voneinander Flossen ähnlich den Delfinen.
Einige ausgestorbene Meeresreptilien, wie Ichthyosaurier , entwickelten sich zu lebendgebärenden Tieren und mussten nicht an Land zurückkehren. Ichthyosaurier ähnelten Delfinen. Sie tauchten erstmals vor etwa 245 Millionen Jahren auf und verschwanden vor etwa 90 Millionen Jahren. Der terrestrische Vorfahre des Ichthyosauriers hatte noch keine Merkmale auf seinem Rücken oder Schwanz, die den Evolutionsprozess unterstützt hätten. Dennoch entwickelte der Ichthyosaurier eine Rücken- und Schwanzflosse, die seine Schwimmfähigkeit verbesserte. Der Biologe Stephen Jay Gould sagte, der Ichthyosaurier sei sein Lieblingsbeispiel für konvergente Evolution . Die frühesten Meeresreptilien entstanden im Perm . Während des Mesozoikums wurden viele Reptiliengruppen an das Leben in den Meeren angepasst, darunter Ichthyosaurier , Plesiosaurier , Mosasaurier , Nothosaurier , Placodonten , Meeresschildkröten , Thalattosucher und Thalattosucher . Meeresreptilien waren nach dem Massensterben am Ende der Kreidezeit weniger zahlreich .
Vögel
Meeresvögel sind an das Leben in der Meeresumwelt angepasst. Sie werden oft Seevögel genannt . Während Seevögel stark im Lebensstil, Verhalten und Physiologie variiert, zeigen sie oft auffallend konvergente Evolution , wie die gleichen Umweltprobleme und Fütterung Nischen in ähnlichen Anpassungen geführt haben. Beispiele sind Albatrosse , Pinguine , Tölpel und Auks .
Im Allgemeinen leben Seevögel länger, brüten später und haben weniger Junge als Landvögel, aber sie investieren viel Zeit in ihre Jungen. Die meisten Arten nisten in Kolonien , deren Größe von einigen Dutzend Vögeln bis zu Millionen variieren kann. Viele Arten sind dafür bekannt, lange jährliche Wanderungen zu unternehmen , den Äquator zu überqueren oder in einigen Fällen die Erde zu umrunden. Sie ernähren sich sowohl an der Meeresoberfläche als auch darunter und ernähren sich sogar voneinander. Meeresvögel können sehr pelagisch sein , an der Küste leben oder in einigen Fällen einen Teil des Jahres ganz außerhalb des Meeres verbringen. Einige Seevögel stürzen aus der Höhe und stürzen durch das Wasser und hinterlassen dampfartige Spuren, ähnlich denen von Kampfflugzeugen. Tölpel stürzen mit bis zu 100 Stundenkilometern ins Wasser. Sie haben Luftsäcke unter der Haut in ihrem Gesicht und Brust , die wie wirken Luftpolsterfolie , sodass den Aufprall mit dem Wasser.
Europäische Silbermöwe greift Heringsschwärme von oben an.
Eselspinguine schwimmen unter Wasser
Die ersten Meeresvögel in der entwickelten Kreidezeitraum und moderne Meeresvogelfamilien entstanden im Paläogen .
Säugetiere
Säugetiere (aus dem Lateinischen für Brust ) sind durch die Anwesenheit gekennzeichnet Brustdrüsen , die in Weibchen produzieren Milch für die Fütterung (Krankenpflege) ihre Jungen. Es gibt etwa 130 lebende und kürzlich ausgestorbene Meeressäugerarten wie Robben , Delfine , Wale , Seekühe , Seeotter und Eisbären . Sie stellen kein separates Taxon oder eine systematische Gruppierung dar, sondern sind durch ihre Abhängigkeit von der Meeresumwelt für die Nahrungsaufnahme vereint. Sowohl Wale als auch Sirenen leben voll im Wasser und sind daher obligate Wasserbewohner. Robben und Seelöwen sind semiaquatisch; Sie verbringen die meiste Zeit im Wasser, müssen aber für wichtige Aktivitäten wie Paarung , Zucht und Häutung an Land zurückkehren . Im Gegensatz dazu sind sowohl Otter als auch der Eisbär viel weniger an das Leben im Wasser angepasst. Ihre Ernährung variiert ebenfalls beträchtlich: Einige essen möglicherweise Zooplankton ; andere können Fisch, Tintenfisch, Schalentiere und Seegras essen; und einige können andere Säugetiere essen.
In einem Prozess der konvergenten Evolution , Meeressäuger, insbesondere Wale wie Delfine und Wale, ihre sanierten Spantenriss die rationalisierten parallel fusiform Körperplan von pelagischen Fischen . Vorderbeine wurden zu Flossen und Hinterbeine verschwanden, eine Rückenflosse tauchte wieder auf und der Schwanz verwandelte sich in eine mächtige horizontale Fluke . Dieser Körperplan ist eine Anpassung an ein aktives Raubtier in einer Umgebung mit hohem Luftwiderstand . Eine parallele Konvergenz trat mit dem inzwischen ausgestorbenen Meeresreptilien- Ichthyosaurier auf .
Vom Aussterben bedrohter Blauwal , das größte lebende Tier
Der Große Tümmler , der nach dem Menschen die höchste Enzephalisation aller Tiere hat
Primärproduzenten
Primärproduzenten sind die autotrophen Organismen, die ihre eigene Nahrung herstellen, anstatt andere Organismen zu essen. Dies bedeutet, dass Primärproduzenten zum Ausgangspunkt in der Nahrungskette für heterotrophe Organismen werden, die andere Organismen fressen. Einige marine Primärproduzenten sind spezialisierte Bakterien und Archaeen, die Chemotrophe sind , die ihre eigene Nahrung herstellen, indem sie sich um hydrothermale Quellen und kalte Quellen sammeln und Chemosynthese verwenden . Der größte Teil der marinen Primärproduktion stammt jedoch von Organismen, die Photosynthese mit dem im Wasser gelösten Kohlendioxid betreiben. Dieser Prozess nutzt die Energie des Sonnenlichts, um Wasser und Kohlendioxid in Zucker umzuwandeln , die sowohl als Quelle für chemische Energie als auch für organische Moleküle verwendet werden können, die in den Strukturkomponenten von Zellen verwendet werden. Marine Primärproduzenten sind wichtig, weil sie fast alle Meerestiere unterstützen, indem sie den größten Teil des Sauerstoffs und der Nahrung erzeugen , die andere Organismen mit der chemischen Energie versorgen, die sie für ihre Existenz benötigen.
Die wichtigsten marinen Primärproduzenten sind Cyanobakterien , Algen und Meerespflanzen. Der bei der Photosynthese als Nebenprodukt freigesetzte Sauerstoff wird von fast allen Lebewesen für die Zellatmung benötigt . Darüber hinaus haben Primärproduzenten Einfluss auf die globalen Kohlenstoff- und Wasserkreisläufe . Sie stabilisieren Küstengebiete und können Lebensraum für Meerestiere bieten. Bei der Diskussion von Primärproduzenten wurde traditionell der Begriff Division anstelle von Phylum verwendet , aber der Internationale Nomenklaturcode für Algen, Pilze und Pflanzen akzeptiert jetzt beide Begriffe als Äquivalente.
Cyanobakterien
Cyanobakterien waren die ersten Organismen, die die Fähigkeit entwickelten, Sonnenlicht in chemische Energie umzuwandeln. Sie bilden einen Stamm (eine Abteilung) von Bakterien, die von einzellig bis filamentös reichen und koloniale Arten umfassen . Sie kommen fast überall auf der Erde vor: in feuchten Böden, sowohl im Süßwasser als auch im Meer und sogar auf antarktischen Gesteinen. Insbesondere kommen einige Arten als treibende Zellen im Ozean vor und gehörten als solche zu den ersten des Phytoplanktons .
Die ersten Primärproduzenten, die Photosynthese nutzten, waren vor etwa 2,3 Milliarden Jahren ozeanische Cyanobakterien. Die Freisetzung von molekularem Sauerstoff durch Cyanobakterien als Nebenprodukt der Photosynthese induzierte globale Veränderungen in der Umwelt der Erde. Da Sauerstoff zu dieser Zeit für das meiste Leben auf der Erde giftig war, führte dies zum nahezu Aussterben von sauerstoffintoleranten Organismen , eine dramatische Veränderung, die die Evolution der wichtigsten Tier- und Pflanzenarten umlenkte.
Das 1986 entdeckte winzige marine Cyanobakterium Prochlorococcus bildet heute einen Teil der Nahrungskette der Ozeane und ist für einen Großteil der Photosynthese des offenen Ozeans und schätzungsweise 20 % des Sauerstoffs in der Erdatmosphäre verantwortlich. Es ist möglicherweise die zahlreichste Gattung auf der Erde: Ein einzelner Milliliter Oberflächenmeerwasser kann 100.000 Zellen oder mehr enthalten.
Ursprünglich klassifizierten Biologen Cyanobakterien als Algen und bezeichneten sie als "Blaualgen". Die neuere Ansicht ist, dass Cyanobakterien Bakterien sind und daher nicht einmal im selben Königreich wie Algen vorkommen. Die meisten Behörden schließen heute alle Prokaryonten und damit Cyanobakterien aus der Definition von Algen aus.
Algen
Algen ist ein informeller Begriff für eine weit verbreitete und vielfältige Gruppe von photosynthetischen Protisten, die nicht unbedingt eng verwandt und daher polyphyletisch sind . Meeresalgen lassen sich in sechs Gruppen einteilen:
- Grünalgen , eine informelle Gruppe mit etwa 8.000 anerkannten Arten. Viele Arten leben die meiste Zeit ihres Lebens als Einzelzellen oder sind filamentös, während andere Kolonien aus langen Zellketten bilden oder hoch differenzierte makroskopische Algen sind.
- Rotalgen , ein (umstrittener) Stamm mit etwa 7.000 anerkannten Arten, meist vielzellig und darunter viele bemerkenswerte Algen .
- Braunalgen , eine Klasse mit etwa 2.000 anerkannten Arten, meist vielzellig und einschließlich vieler Algen, einschließlich Seetang
- Diatomeen , ein (umstrittener) Stamm, der etwa 100.000 bekannte Arten von hauptsächlich einzelligen Algen enthält. Kieselalgen erzeugen jedes Jahr etwa 20 Prozent des auf dem Planeten produzierten Sauerstoffs, nehmen jedes Jahr über 6,7 Milliarden Tonnen Silizium aus den Gewässern auf, in denen sie leben, und tragen fast die Hälfte des organischen Materials in den Ozeanen bei. Die Schalen ( Frustules ) toter Kieselalgen können bis zu einer Tiefe von 800 Metern auf dem Meeresboden reichen .
- Dinoflagellaten , ein Stamm einzelliger Flagellaten mit etwa 2.000 Meeresarten. Von vielen Dinoflagellaten ist bekannt, dass sie Photosynthese betreiben , aber ein großer Teil davon ist in der Tat mixotrop und kombiniert Photosynthese mit der Aufnahme von Beutetieren ( Phagotrophie ). Einige Arten sind Endosymbionten von Meerestieren und spielen eine wichtige Rolle in der Biologie der Korallenriffe . Andere sind älter als andere Protozoen, und einige Formen sind parasitär.
- Euglenophytes , ein Stamm einzelliger Flagellaten mit nur wenigen marinen Mitgliedern
Im Gegensatz zu höheren Pflanzen fehlen Algen Wurzeln, Stängel oder Blätter. Sie können der Größe nach in Mikroalgen oder Makroalgen eingeteilt werden .
Mikroalgen sind die mikroskopisch kleinen Algenarten, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Sie sind meist einzellige Arten, die als Individuen oder in Ketten oder Gruppen existieren, obwohl einige mehrzellig sind . Mikroalgen sind wichtige Bestandteile der marinen Protisten ( siehe oben ) sowie des Phytoplanktons ( siehe unten ). Sie sind sehr vielfältig . Es wird geschätzt, dass es 200.000-800.000 Arten gibt, von denen etwa 50.000 Arten beschrieben wurden. Je nach Art reichen ihre Größen von wenigen Mikrometern (µm) bis zu einigen hundert Mikrometern. Sie sind speziell an eine von viskosen Kräften dominierte Umgebung angepasst.
Chlamydomonas globosa , eine einzellige Grünalge mit zwei Geißeln links unten gerade sichtbar
Chlorella vulgaris , eine häufige grüne Mikroalge , in Endosymbiose mit einem Ciliaten
Makroalgen sind die größeren, vielzelligen und sichtbareren Algenarten, die allgemein als Algen bezeichnet werden . Algen wachsen in der Regel in flachen Küstengewässern, wo sie mit einem Haltegriff am Meeresboden verankert sind. Algen, die treiben, können an Stränden angespült werden. Kelp ist eine große braune Alge, die große Unterwasserwälder bildet , die etwa 25% der Küsten der Welt bedecken. Sie gehören zu den produktivsten und dynamischsten Ökosystemen der Erde. Einige Sargassum- Algen sind planktonisch (frei schwebend). Wie Mikroalgen sind Makroalgen (Algen) technisch gesehen Meeresprotisten, da sie keine echten Pflanzen sind.
Sargassum- Algen sind planktonische Braunalgen mit Luftblasen, die ihr beim Schwimmen helfen.
Sargassum-Fische sind getarnt, um zwischen treibenden Sargassum- Algen zu leben .
Die einzellige Blasenalge lebt in Gezeitenzonen . Es kann einen Durchmesser von 4 cm haben.
Das Weinglas der einzelligen Meerjungfrau sind pilzförmige Algen, die bis zu 10 cm hoch werden.
Killeralgen sind einzellige Organismen, sehen aber wie Farne aus und haben bis zu 80 cm lange Stiele.
Einzeller sind normalerweise mikroskopisch klein, weniger als ein Zehntel Millimeter lang. Es gibt Ausnahmen. Das Weinglas der Meerjungfrau , eine Gattung subtropischer Grünalgen , ist einzellig, aber bemerkenswert groß und komplex geformt mit einem einzigen großen Kern, was es zu einem Modellorganismus für das Studium der Zellbiologie macht . Eine andere einzellige Alge, Caulerpa taxifolia , hat das Aussehen einer Gefäßpflanze mit "Blättern", die wie ein Farn ordentlich auf Stielen angeordnet sind. Selektive Zucht in Aquarien hardier Stämme zu produzieren führte zu einer unbeabsichtigten Freisetzung in das Mittelmeer , wo es eine geworden invasive Arten bekannt umgangssprachlich als Killer - Algen .
Herkunft der Pflanzen
Zurück im Silur entwickelte sich ein Teil des Phytoplanktons zu Rot- , Braun- und Grünalgen . Diese Algen drangen dann in das Land ein und entwickelten sich zu den Landpflanzen, die wir heute kennen. Später, in der Kreidezeit , kehrten einige dieser Landpflanzen als Meerespflanzen ins Meer zurück, wie Mangroven und Seegräser .
Meerespflanzen können in Gezeitenzonen und seichten Gewässern gefunden werden, wie Seegras wie Seegras und Schildkrötengras , Thalassia . Diese Pflanzen haben sich an den hohen Salzgehalt der Meeresumwelt angepasst. Das Pflanzenleben kann auch in den brackigen Gewässern von Flussmündungen gedeihen , wo Mangroven oder Cordgrass oder Strandgras- Strandgras wachsen können.
Seedrachen , die wie schwimmende Algen getarnt sind, leben in Seetangwäldern und Seegraswiesen.
Die gesamte Weltfläche der Mangrovenwälder wurde 2010 auf 134.257 Quadratkilometer (51.837 Quadratmeilen) geschätzt (basierend auf Satellitendaten). Die gesamte Weltfläche der Seegraswiesen ist schwieriger zu bestimmen, wurde aber 2003 konservativ auf 177.000 Quadratkilometer (68.000 Quadratmeilen) geschätzt.
Mangroven und Seegräser bieten wichtige Lebensräume für Meeresbewohner und dienen als Versteck- und Nahrungsplätze für Larven und Jungtiere größerer Fische und wirbelloser Tiere.
Plankton- und trophische Interaktionen
Plankton (aus dem Griechischen für Wanderer ) sind eine vielfältige Gruppe von Organismen, die in der Wassersäule großer Gewässer leben, aber nicht gegen eine Strömung schwimmen können. Dadurch wandern oder treiben sie mit den Strömungen. Plankton wird durch seine ökologische Nische definiert , nicht durch eine phylogenetische oder taxonomische Klassifizierung. Sie sind eine wichtige Nahrungsquelle für viele Meerestiere, von Futterfischen bis hin zu Walen . Plankton kann in eine pflanzenähnliche Komponente und eine tierische Komponente unterteilt werden.
Phytoplankton
Phytoplankton sind die pflanzenähnlichen Bestandteile der Planktongemeinschaft ("phyto" kommt aus dem Griechischen für Pflanze ). Sie sind autotroph (selbst ernährend), d.h. sie produzieren ihre eigene Nahrung und müssen keine anderen Organismen aufnehmen.
Phytoplankton besteht hauptsächlich aus mikroskopisch kleinen photosynthetischen Eukaryoten, die in allen Ozeanen die obere sonnenbeschienene Schicht bewohnen. Sie brauchen Sonnenlicht, damit sie Photosynthese betreiben können. Das meiste Phytoplankton sind einzellige Algen, aber anderes Phytoplankton sind Bakterien und einige sind Protisten . Phytoplankton Gruppen umfassen Cyanobakterien (oben) , Diatomeen , verschiedene andere Arten von Algen (rot, grün, braun und gelb-grün), Dinoflagellaten , Euglenida , Coccolithophoriden , Cryptomonaden , Chrysophyceen , Chlorophyten , prasinophytes und Silicoflagellaten . Sie bilden die Basis der Primärproduktion , die das Nahrungsnetz der Ozeane antreibt , und machen die Hälfte der aktuellen globalen Primärproduktion aus, mehr als die terrestrischen Wälder.
Kieselalgen sind eine der häufigsten Arten von Phytoplankton.
Koloniales Phytoplankton
Das Cyanobakterium Prochlorococcus ist für einen Großteil der Primärproduktion des Ozeans verantwortlich.
Grüner Cyanobakterien- Abschaum, der in Kalifornien auf einen Felsen gespült wurde
Gyrodinium , einer der wenigen nackten Dinoflagellaten, die keine Panzerung haben
Zoochlorellae (grün) leben in der Ciliaten Stichotricha secunda
Algenblüte von Emiliania huxleyi vor der Südküste Englands
Guinardia delicatula , eine Kieselalge, die für Algenblüten in der Nordsee und im Ärmelkanal verantwortlich ist Arsenieff L, Simon N, Rigaut-Jalabert F, Le Gall F, Chaffron S, Corre E, Com E, Bigeard E, Baudoux AC (2018). „Erste Viren, die die Meeresdiatomee Guinardia delicatula infizieren“ . Grenzen in der Mikrobiologie . 9 : 3235. doi : 10.3389/fmicb.2018.03235 . PMC 6334475 . PMID 30687251 .
Zooplankton
Zooplankton ist der tierische Bestandteil der Planktongemeinschaft ("Zoo" kommt aus dem Griechischen für Tier ). Sie sind heterotroph (andersfressend), d.h. sie können ihre eigene Nahrung nicht produzieren und müssen stattdessen andere Pflanzen oder Tiere als Nahrung aufnehmen. Dies bedeutet insbesondere, dass sie Phytoplankton fressen.
Zooplankton ist im Allgemeinen größer als Phytoplankton, meist noch mikroskopisch klein, aber einige können mit bloßem Auge gesehen werden. Viele Protozoen (einzellige Protisten , die andere mikroskopische Lebewesen erbeuten ) sind Zooplankton, einschließlich Zooflagellaten , Foraminiferen , Radiolarien und einigen Dinoflagellaten . Andere Dinoflagellaten sind mixotropher und könnten auch als Phytoplankton klassifiziert werden; die Unterscheidung zwischen Pflanzen und Tieren bricht oft bei sehr kleinen Organismen zusammen. Anderes Zooplankton sind pelagische Nesseltiere , Ctenophoren , Weichtiere , Gliederfüßer und Manteltiere sowie planktonische Pfeilwürmer und Borstenwürmer .
Radiolarianer sind einzellige Protisten mit kunstvollen Silikathüllen
Mikrozooplankton: Hauptfresser des Planktons
Gruppe planktischer Foraminiferen
Copepoden fressen Phytoplankton. Dieser trägt Eier.
Größeres Zooplankton kann auf kleinerem Zooplankton räuberisch sein.
Makrozooplankton
Venusgürtel , ein Ctenophor
Tomopteris , ein planktonischer segmentierter Wurm mit ungewöhnlicher gelber Biolumineszenz
marine amphipod
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Viele Meerestiere beginnen ihr Leben als Zooplankton in Form von Eiern oder Larven, bevor sie sich zu Erwachsenen entwickeln. Diese sind meroplanktisch , das heißt, sie sind nur für einen Teil ihres Lebens planktonisch.
Mondfisch - Larve
Junger planktonischer Tintenfisch
- Larvenstadium eines Langusten
Mixotrophes Plankton
Dinoflagellaten sind oft mixotrop oder leben in Symbiose mit anderen Organismen.
Tintinniden ciliate Favella
Euglena mutabilis , ein photosynthetischer Flagellat
Noctiluca scintillans , ein Biolumineszenz-Dinoflagellat
Einige Dinoflagellaten sind biolumineszierend . Nachts kann das Meerwasser aufgrund dieser Dinoflagellaten innerlich aufleuchten und mit blauem Licht funkeln . Biolumineszierende Dinoflagellaten besitzen Scintillons , einzelne zytoplasmatische Körper, die die Dinoflagellat-Luciferase enthalten , das Hauptenzym , das an der Lumineszenz beteiligt ist. Die Lumineszenz, manchmal auch Phosphoreszenz des Meeres genannt , tritt als kurzes (0,1 Sek.) blaues Blitzen oder Funken auf, wenn einzelne Szintillons stimuliert werden, normalerweise durch mechanische Störungen von beispielsweise einem Boot oder einem Schwimmer oder einer Brandung.
Marine Nahrungsnetz
Im Vergleich zu terrestrischen Umgebungen haben marine Umgebungen Biomassepyramiden, die an der Basis umgekehrt sind. Insbesondere die Biomasse der Verbraucher (Copepoden, Krill, Garnelen, Futterfische) ist größer als die Biomasse der Primärproduzenten. Dies geschieht, weil die Primärproduzenten des Ozeans winziges Phytoplankton sind, das dazu neigt, R-Strategen zu sein , die schnell wachsen und sich schnell vermehren, so dass eine kleine Masse eine schnelle Primärproduktion haben kann. Im Gegensatz dazu sind terrestrische Primärproduzenten, wie zum Beispiel alte Wälder, oft K-Strategen , die langsam wachsen und sich vermehren, sodass eine viel größere Masse benötigt wird, um die gleiche Primärproduktionsrate zu erreichen.
Aufgrund dieser Inversion ist es das Zooplankton, das den größten Teil der marinen Tierbiomasse ausmacht . Als Primärkonsumenten sind sie das entscheidende Bindeglied zwischen den Primärproduzenten (hauptsächlich Phytoplankton) und dem Rest des marinen Nahrungsnetzes ( Sekundärkonsumenten ).
Stirbt Phytoplankton, bevor es gegessen wird, sinkt es als Teil des Meeresschnees durch die euphotische Zone und setzt sich in den Tiefen des Meeres ab. Auf diese Weise bindet Phytoplankton jedes Jahr etwa 2 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in den Ozean, wodurch der Ozean zu einer Kohlendioxidsenke wird, die etwa 90% des gesamten gebundenen Kohlenstoffs enthält.
Im Jahr 2010 fanden Forscher heraus, dass Wale Nährstoffe aus den Tiefen des Ozeans mit einem Prozess, den sie Walpumpe nannten, zurück an die Oberfläche transportieren . Wale ernähren sich in tieferen Ebenen des Ozeans, wo Krill gefunden wird, kehren jedoch regelmäßig zum Atmen an die Oberfläche zurück. Dort scheiden Wale eine stickstoff- und eisenreiche Flüssigkeit aus . Anstatt zu sinken, bleibt die Flüssigkeit an der Oberfläche, wo sie vom Phytoplankton verbraucht wird. Im Golf von Maine liefert die Walpumpe mehr Stickstoff als die Flüsse.
Andere Interaktionen
Biogeochemische Kreisläufe
Insgesamt bilden die Ozeane ein einziges Meeressystem, in dem Wasser – das „universelle Lösungsmittel“ – Nährstoffe und Stoffe mit Elementen wie Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor löst. Diese Stoffe werden endlos zirkuliert und recycelt, chemisch kombiniert und dann wieder abgebaut, gelöst und dann ausgefällt oder verdampft, importiert und wieder zurück in das Land und die Atmosphäre und den Meeresboden exportiert. Angetrieben sowohl durch die biologische Aktivität der Meeresorganismen als auch durch die natürlichen Einwirkungen der Sonne und der Gezeiten und Bewegungen innerhalb der Erdkruste, sind dies die marinen biogeochemischen Kreisläufe .
- Mariner Phosphorkreislauf
Sedimente und biogener Schlamm
Sedimente am Meeresgrund haben zwei Hauptursprünge, terrigene und biogene. Terrigene Sedimente machen etwa 45% des gesamten Meeressediments aus und entstehen durch die Erosion von Gesteinen an Land, die von Flüssen und Landabfluss transportiert werden, durch Wind getragenen Staub, Vulkane oder das Mahlen durch Gletscher.
Biogene Sedimente machen die anderen 55% des Gesamtsediments aus und stammen aus den Skelettresten mariner Protisten (einzellige Plankton- und Benthosorganismen). Es können auch viel kleinere Mengen ausgefällter Mineralien und Meteoritenstaub vorhanden sein. Schlamm bezieht sich im Zusammenhang mit einem Meeressediment nicht auf die Konsistenz des Sediments, sondern auf seinen biologischen Ursprung. Der Begriff Schlamm wurde ursprünglich von John Murray , dem "Vater der modernen Ozeanographie", verwendet, der den Begriff radiolarischer Schlamm für die Silica-Ablagerungen von radiolarischen Schalen vorschlug , die während der Challenger-Expedition an die Oberfläche gebracht wurden . Ein biogener Schlamm ist ein pelagisches Sediment, das mindestens 30 Prozent aus den Skelettresten von Meeresorganismen enthält.
Hauptarten von biogenem Schlamm
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Typ | mineralische Formen |
Protist verantwortlich |
Name des Skeletts |
Bezeichnung | |||
Kieselschlamm |
SiO 2 Quarz - Glas opal chert |
Kieselalgen | frustule | Einzelne Kieselalgen haben eine Größe von 0,002 bis 0,2 mm. | |||
Radiolarien | Skelett | Radiolarien sind Protozoen mit einem Durchmesser von typischerweise zwischen 0,1 und 0,2 mm, die komplizierte Mineralskelette produzieren, die normalerweise aus Siliziumdioxid bestehen | |||||
Kalkhaltiger Schlamm |
CaCO 3 Calcit Aragonit Kalkstein Kreide |
Foraminiferen | Prüfung | Es gibt etwa 10.000 lebende Arten von Foraminiferen, die normalerweise unter 1 mm groß sind. | |||
coccolithophores | coccolith | Coccolithophoren sind kugelförmige Zellen mit einem Durchmesser von normalerweise weniger als 0,1 mm, die von Kalkplatten, den sogenannten Coccolithen, umgeben sind. Coccolithen sind wichtige Mikrofossilien . Sie sind die weltweit größte Quelle für biogenes Calciumcarbonat und tragen maßgeblich zum globalen Kohlenstoffkreislauf bei. Sie sind der Hauptbestandteil von Kreidevorkommen wie den Kreidefelsen von Dover . |
Kieselalgen, Hauptbestandteile des marinen Planktons, haben auch Kieselsäureskelette, die Frustules genannt werden .
Coccolithophores haben Platten oder Schuppen aus Kalziumkarbonat, die Coccolithen genannt werden
Verkalkter Test eines planktischen Foraminiferen
Ein Kieselalgen- Mikrofossil vor 40 Millionen Jahren
Kieselgur ist ein weiches, silikatischen , Sedimentgestein von Mikrofossilien in Form des aus frustules (Schalen) des einzelnen Zelle Diatomeen (zum Vergrößern anklicken).
Illustration eines Globigerina- Schlicks
Schalen ( Tests ), meist aus Kalziumkarbonat, aus einem Foraminiferenschlamm auf dem tiefen Meeresboden
Landinteraktionen
Landinteraktionen wirken sich in vielerlei Hinsicht auf das Leben im Meer aus. Küsten haben normalerweise Kontinentalschelfs, die sich etwas von der Küste erstrecken. Diese bieten ausgedehnte, bis zum Meeresboden sonnenbeschienene Untiefen, die Photosynthese ermöglichen und Lebensräume für Seegraswiesen, Korallenriffe, Seetangwälder und anderes benthisches Leben ermöglichen . Weiter vom Ufer entfernt fällt der Kontinentalschelf zum tiefen Wasser ab. Wind , der an der Meeresoberfläche weht, oder tiefe Meeresströmungen können dazu führen, dass kaltes und nährstoffreiches Wasser aus abgrundtiefen Tiefen die Kontinentalhänge hinaufsteigt . Dies kann zu Auftrieben entlang der äußeren Ränder der Kontinentalschelfs führen, die Bedingungen für Phytoplanktonblüten schaffen .
Wasser, das von der Sonne von der Meeresoberfläche verdunstet wird, kann sich an Land niederschlagen und schließlich als Abfluss oder Abfluss aus Flüssen, angereichert mit Nährstoffen sowie Schadstoffen, in den Ozean zurückkehren . Als Flüsse münden in Flussmündungen , Süßwasser mischt sich mit Salzwasser und wird Brack . Dies bietet einen weiteren Flachwasserlebensraum, in dem Mangrovenwälder und Mündungsfische gedeihen. Insgesamt kann sich das Leben in Binnenseen mit größerer Vielfalt entwickeln als im Meer, da Süßwasserlebensräume selbst so vielfältig und unterteilt sind wie marine Lebensräume nicht. Einige Wasserlebewesen, wie Lachs und Aal , wandern hin und her zwischen Süß- und Meer Lebensräume. Diese Wanderungen können zum Austausch von Krankheitserregern führen und die Entwicklung des Lebens im Ozean beeinflussen.
Anthropogene Auswirkungen
Menschliche Aktivitäten beeinträchtigen das Leben im Meer und die Lebensräume im Meer durch Überfischung , Verschmutzung , Versauerung und die Einführung invasiver Arten . Diese wirken sich auf Meeresökosysteme und Nahrungsnetze aus und können bisher unerkannte Folgen für die Biodiversität und den Fortbestand mariner Lebensformen haben.
Biodiversität und Aussterbeereignisse
Biodiversität ist das Ergebnis von über drei Milliarden Jahren Evolution . Bis vor etwa 600 Millionen Jahren bestand alles Leben aus Archaeen , Bakterien , Einzellern und ähnlichen einzelligen Organismen . Die Geschichte der biologischen Vielfalt in der Phanerozoic (die letzten 540.000.000 Jahre), beginnt mit schnellem Wachstum während der kambrischen Explosion - ein Zeitraums , in dem fast jeder Stamm von mehrzelligen Organismen zuerst erschienen. In den nächsten etwa 400 Millionen Jahren zeigte die Vielfalt der Wirbellosen einen geringen Gesamttrend, und die Vielfalt der Wirbeltiere zeigt einen insgesamt exponentiellen Trend.
Schätzungen zufolge sind jedoch mehr als 99 Prozent aller Arten, die jemals auf der Erde lebten, also über fünf Milliarden Arten, ausgestorben . Diese Auslöschungen treten mit einer ungleichmäßigen Geschwindigkeit auf. Der dramatische Anstieg der Diversität ist gekennzeichnet durch periodische, massive Verluste an Diversität, die als Massensterben klassifiziert werden . Massensterben treten auf, wenn das Leben einen steilen globalen Rückgang erfährt. Die größte Vielfalt und Biomasse auf der Erde findet sich unter den Mikroorganismen , die schwer zu messen sind. Aufgezeichnete Aussterbeereignisse basieren daher eher auf den leichter zu beobachtenden Veränderungen in der Vielfalt und Häufigkeit größerer vielzelliger Organismen als auf der gesamten Vielfalt und Fülle des Lebens. Meeresfossilien werden aufgrund ihres überlegenen Fossilienbestands und ihrer stratigraphischen Reichweite im Vergleich zu Landorganismen hauptsächlich zur Messung von Aussterberaten verwendet .
Basierend auf dem Fossilienbestand beträgt die Hintergrundrate des Aussterbens auf der Erde etwa alle Millionen Jahre etwa zwei bis fünf taxonomische Familien von Meerestieren. Das Great Oxygenation Event war vielleicht das erste große Aussterbeereignis. Seit der kambrischen Explosion haben fünf weitere große Massenaussterben die Hintergrundaussterberate deutlich überschritten. Das schlimmste war das Aussterben der Perm-Trias vor 251 Millionen Jahren. Wirbeltiere brauchten 30 Millionen Jahre, um sich von diesem Ereignis zu erholen. Zusätzlich zu diesen großen Massenaussterben gibt es zahlreiche kleinere sowie das derzeit andauernde Massenaussterben durch menschliche Aktivitäten, das holozäne Aussterben, das manchmal als "sechstes Aussterben" bezeichnet wird.
Siehe auch
- Blue Planet – Britische Naturdokumentarserie - David Attenborough
- Zählung des Meereslebens
- Kolonisation von Land
- Taxonomie der Wirbellosen – System der Tierklassifikation mit Schwerpunkt auf Wirbellosen
Anmerkungen
Verweise
Anmerkungen
Weiterlesen
- Halpern BS, Walbridge S, Selkoe KA, Kappel CV, Micheli F, D'Agrosa C, et al. (Februar 2008). „Eine globale Karte des menschlichen Einflusses auf marine Ökosysteme“. Wissenschaft . 319 (5865): 948–52. Bibcode : 2008Sci...319..948H . doi : 10.1126/science.1149345 . PMID 18276889 . S2CID 26206024 .
- Paleczny M, Hammill E, Karpouzi V, Pauly D (2015). "Bevölkerungstrend der überwachten Seevögel der Welt, 1950-2010" . PLOS ONE . 10 (6): e0129342. Bibcode : 2015PLoSO..1029342P . doi : 10.1371/journal.pone.0129342 . PMC 4461279 . PMID 26058068 .
- Ruppert EE, Fox RS, Barnes RD (2004). Zoologie der Wirbellosen (7. Aufl.). Brooks / Cole. ISBN 978-0-03-025982-1.
- „Nach 60 Millionen Jahren extremen Lebens stürzen Seevögel ab“ . Der Wächter . 22. September 2015.