Ecosysteemdiensten 2: Water als habitat

De drie grote habitattypes in de oceaan zijn:

  • de kustzone (zandig, rotsig of begroeid met koralen)
  • het open water
  • de zachte, zanderige en modderige bodem

Elk van deze habitats heeft eigen kenmerken, en wordt bewoond door typische dieren- en plantensoorten specifiek voor dat habitat (die ook het best zijn aangepast en uitgerust om in dat habitat te overleven). Een overzicht.

 

Zeelelies op een harde ondergrond in de diepzee
Bron: Oregon State University, Flickr, CC BY-SA 2.0

 

Het kustgebied of littoraal gebied ligt in de buurt van de kustlijn van een zee of een meer en is enkele meters tot enkele kilometers breed. Het natuurlijk milieu van de kust kent een aantal zeer specifieke eigenschappen: de getijdenbeweging (eb en vloed) en de overgang van zout naar zoet water. Het zijn extreme omstandigheden die maken dat er een bijzondere flora en fauna voorkomt. Planten en dieren moeten bijvoorbeeld bestand zijn tegen wisselende zoutgehalten in het (grond)water en een sterke afwisseling tussen nat en droog. Iedereen kent wel typische kustbewoners zoals krabben en kreeften, maar minder bekend zijn de gespecialiseerde planten die hier groeien. Zij groeien soms in grote oppervlakten, maar slechts op specifieke plaatsen, of juist met slechts enkele exemplaren, maar verspreid over de hele kust.

Het kustgebied valt uiteen in drie zones (zie de figuur hieronder):

  • De supralittorale zone of spatzone ligt landinwaarts boven de hoogwaterlijn. Deze zone komt enkel onder water te staan bij hoog springtij en bij stormweer.
  • Het intertidaal of intergetijdengebied is de getijdenzone in strikte zin van het woord, tussen de laag- en de hoogwaterlijnen.
  • Het sublittoraal gebied reikt van de laagwaterlijn tot aan de continentale helling. De waterzone boven het sublittoraal noemen we ook de neritische zone. Deze zone wordt gekenmerkt door over het algemeen zuurstofrijk water, met een relatief stabiele temperatuur en constant zoutgehalte. De neritische zone is eufotisch (er dringt nog genoeg licht door in het water), wat maakt dat deze zone rijk is aan levende wezens.

 

Zones in de zee

 

De pelagische zone (van Grieks π?λαγος, pélagos = "zee") is de ecologische zone in zeeën en oceanen die bestaat uit "open water". Typisch voor de open oceaan is een blauw, helder water met zeer weinig voedselbronnen. De zone staat in contrast met de benthische zone (de zone rond de zeebodem) waar meer voedsel te vinden is (afkomstig van dode dieren en planten). De pelagische zone wordt onderverdeeld volgens diepte, wat ecologisch relevant is omdat er met toenemende diepte ook steeds minder zonlicht doordringt.

  • Bovenaan (vanaf het wateroppervlak tot 200 m diep) vinden we de epipelagische of eufotische zone, waar genoeg zonlicht doordringt voor fotosynthese. Plantaardig en dierlijk leven is voornamelijk beperkt tot deze zone. Hier vinden we dolfijnen, vissen zoals haringen, maanvissen of tonijnen, microscopische wieren en macrowieren, plankton en zwemmende ongewervelden zoals kwallen.
  • Daaronder bevindt zich de mesopelagische zone (de schemerzone, van 200 m tot 1000 m diep). Het licht dat hier doordringt, is niet meer voldoende voor fotosynthese, en er is in deze zone slechts weinig voedsel te vinden. Planten leven hier niet meer en de meeste dieren leven van zeesneeuw of detritus die uit de bovenliggende zones neerdaalt. Zeesneeuw bestaat uit dood of stervend plankton, protisten (diatomeeën), fecale materie, zand, roet en ander anorganisch stof. De "sneeuwvlokken" groeien in de loop van de tijd en kunnen verschillende centimeters groot worden voordat ze de oceaanbodem bereiken.
    De meeste mesopelagische vissen zijn kleine filtervoeders die zich voeden in het voedselrijke water van de epipelagische zone. Overdag keren ze terug naar de donkere, koude, zuurstofarme wateren van het mesopelagische gebied waar ze relatief veilig zijn voor roofdieren. Niet dat die er niet zijn: in deze zone vinden we bijvoorbeeld pijlinktvissen, die zelf weer worden bejaagd door naar grote diepte duikende potvissen.
    Desalniettemin bevindt zich in deze zone een aanzienlijk deel van de totale visbiomassa op aarde: een studie uit 2014 schatte dat 95% van alle visbiomassa zich in de mesopelagische zone zou bevinden, vooral dan als lantaarnvissen (familie Myctophidae) en borstelmondvissen (familie Gonostomatidae). Deze borstelmondvissen zouden de meest voorkomende gewervelden op aarde kunnen zijn, en van het geslacht Cyclothone zouden honderden biljoenen tot biljarden exemplaren voorkomen.

De lantaarnvis Hygophum hygomii
Een dominante groep vissen in de mesopelagische zone zijn de lantaarnvissen (familie Myctophidae). Er bestaan 245 soorten, verdeeld over 33 verschillende geslachten. Met een geschatte wereldwijde biomassa van 550-660 miljoen ton is het een van 's werelds grootste bronnen van biomassa. In de Zuidelijke Oceaan bieden deze vissen een alternatieve voedselbron (ter vervanging van krill) voor roofdieren zoals inktvis en koningspinguïn. Lantaarnvissen worden slechts beperkt op commerciële schaal bevist, vooral in Zuid-Afrika, de sub-Antarctische wateren en de Golf van Oman.
Deze vissen zijn het best bekend om hun dagelijkse verplaatsingen op en neer in de oceaan: tijdens daglichturen blijven de meeste soorten in de duistere meso- en bathypelagische zones, tussen 300 en 1500 m, maar tegen zonsondergang, stijgen ze op naar de epipelagische zone. Bij het krieken van de dag dalen de dieren weer af. Men denkt dat de lantaarnvissen het stijgen en dalen van het zoöplankton volgen, hun belangrijkste voedsel.
De dieren hebben prominente fotoforen  langs hun ventrale zijde, aangeduid op de figuur met rode stippen. Fotoforen zijn kleine orgaantjes die licht afgeven via een chemische reactie. Dit licht kan hen helpen om een partner te vinden, om prooien aan te trekken, en misschien nog bij veel meer.
Bron: G. Brown Goode en Tarleton H. Bean, Oceanic Ichthyology, uit 1896.
Aangepast door Etrusko25, Wikimedia, publiek domein.

De borstelmondvissen (familie Gonostomatidae).

Cyclothone microdon uit de familie van de borstelmondvissen (Gonostomatidae). Deze vis is overvloedig aanwezig in alle oceanen op een diepte van 300 - 2500 meter, maar kan tot 5300 m diep voorkomen. Het dier is 10-15 centimeter lang en 7,6 cm groot. Het dankt zijn naam aan zijn ronde mond, gevuld met kleine tanden: de naam "cyclothone" betekent “in een cirkel” en "microdon" betekent “kleine tanden”. De vis heeft bioluminescente zones op de buik en rond de ogen. De meeste dieren die gevangen worden, zijn vrouwtjes. De dieren kunnen echter van geslacht veranderen, en worden vrouwelijk zodra ze een bepaalde lengte bereiken, afhankelijk van hoeveel vrouwelijke vissen er al in de omgeving voorkomen.  Deze geslachtsverandering is onomkeerbaar. Cyclothone voedt zich wellicht met kleine schaaldieren zoals roeipootkreeftjes en mosselkreeftjes .

(tekst Wikipedia. Figuur publiek domein – uit : Résultats des campagnes scientifiques accomplies sur son yacht par Albert Ier, prince souverain de Monaco Albert I, Prince of Monaco, 1848-1922)

 

 

  • Nog lager zit de bathypelagische zone (van 1000 tot 4000 m). Hier is de oceaan vrijwel helemaal donker (op enkele bioluminescente organismen zoals lantaarnvissen na). Ook hier is zeesneeuw de belangrijkste bron van voedsel.
    Toch is de bathypelagische zone rijker aan dieren dan men op het eerste zicht zou verwachten: de zone wordt bevolkt door haaien (de franjehaai, Chlamydoselachus anguineus), inktvissen, octopussen en verschillende vissen, zoals de diepzeeduivels of hengelvissen, de gulpers (familie van de paling) en de drakenvissen. Ook verschillende sponzen, brachiopoden, zeesterren en zee-egels komen voor in de bathypelagische zone, net als enkele van de grootste walvissen ter wereld.
    Door de voedselschaarste in de bathypelagische zone zijn de bewoners ervan zeer energiezuinig geworden. Vele hebben een vertraagd metabolisme om energie te besparen, en hebben daardoor zwakke spieren, een zachte huid en slijmerige lichamen. Door het gebrek aan licht blijven de ogen klein en onderontwikkeld, en is hun huid doorschijnend.

 

Lophius piscatorius, een van de hengelvissen. Hengelvissen hebben een zeer grote kop met een grote bek die lange, scherpe, gebogen tanden draagt. De eerste stekel van de rugvin heeft zich omgevormd tot een hengelapparaat (illicium) met daarop een vlezig lokmiddel (esca). Dit apparaat bevindt zich aan het uiteinde van de snuit net boven de mond en wordt gebruikt om prooien aan te trekken.
Bron: G. Brown Goode en Tarleton H. Bean, Oceanic Ichthyology, uit 1896.

 

De viperfish, uit het genus Chauliodus.  De donkere kleur van deze dieren zorgt ervoor dat ze zeer lang onopgemerkt in een hinderlaag kunnen blijven liggen voor nietsvermoedende prooidieren.
Bron: Forgerz, Wikimedia, CC BY-SA 3.0.

 

 

De pelikaanaal (Eurypharynx pelecanoides), een van de gulpers. Opgehaalde vissen uit deze diepten worden meestal flink beschadigd uit het water gehaald: op die diepte zijn de vissen aangepast aan de hoge waterdruk, en beschikken ze niet over sterke spieren (vermits ze toch nauwelijks moeten vluchten). De dieren hebben een grote mond, waarmee ze zelfs prooien kunnen vangen die veel groter zijn dan zijzelf. Hierin zit een enkele hoektand, verbonden met een primitieve gifklier, om deze prooien te doorboren.
Tekening: G. Brown Goode en Tarleton H. Bean, Oceanic Ichthyology, uit 1896. Publiek domein.
Foto: Alexei Orlov, Wikimedia, CC BY 3.0

 

  • In de abyssale of abyssopelagische zone (van 4000 m tot aan de oceaanbodem) komt geen licht door en zijn de meeste organismen kleurloos en blind. Waar hydrothermale bronnen in het diepe oceaanwater uitkomen (aan de zogenoemde black smokers), komen meer levensvormen voor. Enkele voorbeelden van diersoorten in de de abyssopelagische zone zijn de Atlantische reuzeninktvis (Architeuthis dux), de kolossale inktvis (Mesonychoteuthis hamiltoni), de zwarte veelvraat (Chiasmodon niger, een vis), Johnsons hengelvis (Melanocetus johnsonii), de krabbensoort Bythograea thermydron, die rond hydrothermale bronnen jaagt op de gigantische kokerwormen (zoals Tevnia jerichonana en Riftia pachyptila) en andere soorten die daar vertoeven.

 

 

Architeuthis, de reuzenpijlinktvis.

Bron: tekening: "Architeuthis princeps", aangepast uit Verrill, A. E. 1879-1880. The cephalopods of the north-eastern coast of America. Part I. The gigantic squids (Architeuthis) and their allies; with observations on similar large species from foreign localities. Trans. Connecticut Acad. Sciences 5(23): 177-257. Publiek domein.
foto: Don Hurlbert, Smithsonian Institution, Publiek domein.

 

Scotoplanes globosa, een zeekomkommer uit de abyssopelagische zone.
Het dier voedt zich met zeesneeuw, maar kan dankzij een goed reukvermogen ook jagen.
Bron: NOAA/MBARI, Publiek domein.

 


Een model van de zwarte veelvraat (
Chiasmodon niger) uit het Cambridge University Museum of Zoology. Het model toont de vis nadat hij een andere vis heeft opgevreten, en een tekening uit 1880 met ditzelfde onderwerp.
Bron: foto: Em?ke Dénes, Wikimedia, CC BY-A 4.0
Schets: Günther, A. (1880) An introduction to the study of fishes, Edinburgh, A. and C. Black

 

Omdat voedsel schaars is op die diepte, hebben de meeste dieren daar hun gedrag en hun fysiologie moeten aanpassen om te overleven. De hengelvis heeft bijvoorbeeld een grote bek met lange tanden, waardoor hij zijn prooi kan vangen zodra die zich in de buurt bevindt. Kokerwormen zoals Riftia pachyptila  hebben geen mond of spijsverteringsstelsel, maar ontwikkelden een speciaal orgaan, het trofosoom, dat vol zit met thiotrofe bacteriën – bacteriën die hun energie halen uit het omzetten van sulfiden tot sulfaten. De wormen leven daarom op en rond zogenoemde black smokers of hydrothermale bronnen, plaatsen waar anorganische verbindingen uit de onderliggende magmalagen vrijkomen in het zeewater. Ze nemen sulfiden, koolstofdioxide en zuurstof op met de rode krans op het uiteinde van hun lichaam en transporteren die stoffen naar de bacteriën in hun trofosoom. Daar worden deze stoffen omgezet in organische moleculen, die als voedsel dienen voor de wormen. En met succes: deze kokerworm staat bekend als de snelst groeiende ongewervelde. In twee jaar tijd kunnen de dieren tot 1,5 meter groot worden.

 

Boven: Een hydrothermale bron of black smoker is een plaats op de zeebodem waar ijzer en zwavelhoudende mineralen vrijkomen uit diepere, magmatische aardlagen. De foto toont zo een black smoker, begroeid met gigantische buiswormen met rode kieuwen en honderden kreeftachtigen. Deze smoker bevindt zich op de Juan de Fuca Ridge (Grote oceaan, ten westen van de Noord-Amerikaanse kust). Bron: NOAA Photo Library, Flickr, CC BY 2.0
Onder: De reuzenkokerworm (
Riftia pachyptila) in close-up. NOAA, publiek domein.

 

  • Her en der gaat de oceaan nog dieper dan 6000 m  naar beneden, in oceanische troggen. Die duiden we aan als de hadale of hadopelagische zone. Over deze zone is zeer weinig bekend – volgens een bekende uitspraak weten we minder over de zeebodem dan over het oppervlak van de maan.

 

Ten slotte is er de bodem van zee en oceaan, de benthische zone. De in de benthische zone levende organismen worden benthos genoemd.  Welke dieren er juist voorkomen, hangt af van de structuur van de ondergrond. Zo kan de zeebodem bestaan uit modder of zand. De kleinste partikels op de zeebodem noemen we modder. Deze blijft vooral liggen op plaatsen waar er in het water erboven weinig stroming optreedt (bv. in estuaria, of in de diepzee). Minuscule organismen zoals diatomeeën en foraminiferen kunnen zich aan de modderdeeltjes vasthechten. Het zijn er soms zelfs zodanig veel dat de modder voedzaam wordt voor wormen en krabben. Zand bestaat uit kwartssplinters, rotspartikels en schelpfragmentjes. Verschillende organismen hebben zich aangepast aan het leven in een zandige bodem, zoals de zeerog, en de verschillende platvissen. Ze graven zich (gedeeltelijk) in het zand in om er te schuilen. Andere organismen (zoals tweekleppige weekdieren) graven zich dieper in. Op andere plaatsen bestaat de bodem uit rotsen of keien. De hardste gesteenten hebben een glad oppervlak waar organismen zich moeilijk kunnen aan vasthechten, de zachtste vallen gemakkelijk uit mekaar en grote zeewieren kunnen er niet op groeien.

 

De zeemuis, een benthische borstelworm (Aphrodita aculeata)
Bron: Michael Maggs, Wikimedia, CC BY-SA 3.0

 

Een pladijs (Pleuronectes platessa) in het zand.
Bron: 4028mdk09, Wikimedia, CC BY-SA 3.0

 

Deze blogpost is een aanvulling op Elementair, onze podcast over wetenschap, hier te vinden op Spotify.

Deze podcast wordt gesteund door het Fonds Ernest Solvay via de Koning Boudewijnstichting

Geplaatst door Geert op 07/12/2019 om 13:32