Šuma kelpa

thumb|170px|left|Šuma kelpa Šume kelpa su podvodna područja s velikim brojem jedinki raznih vrsta kelpa. Priznata su kao jedna od najproduktivnijih i najdinamičnijih ekosustava na Zemlji: rastu u cijelom svijetu u umjerenim i polarnim područjima oceana.Mann, K.H. 1973. Seaweeds: their productivity and strategy for growth. Science 182: 975-981. Šume kelpa su 2007. godine također otkrivene i u tropskim vodama oko Ekvadora.Graham, M.H., B.Phi. Kinlan, L.D. Druehl, L.E. Garske, and S. Banks. 2007. Deep-water kelp refugia as potential hotspots of tropical marine diversity and productivity. Proceedings of the National Academy of Sciences 104: 16576-16580. Čine ih smeđe makroalge iz reda Laminariales, koje omogućavaju jedinstveno trodimenzionalno stanište raznim morskim organizmima. Promatrajući i proučavajući ih, biolozi su shvatili mnoge ekološke procese. Tijekom prošloga stoljeća razna su ekstenzivna istraživanja bila usredotočena na njih, posebno glede trofičke ekologije. Temeljem tih istraživanja došlo se do važnih ideja koje su mjerodavne i izvan toga jedinstvenoga ekosustava: otkriveno je tako da šume kelpa, primjerice, mogu utjecati na oceanografski izgled obale.Jackson, G.A. and C.D. Winant. 1983. Effect of a kelp forest on coastal currents. Continental Shelf Report 2: 75-80. Steneck, R.S., M.H. Graham, B.J. Bourque, D. Corbett, J.M. Erlandson, J.A. Estes and M.J. Tegner. 2002. Kelp forest ecosystems: biodiversity, stability, resilience and future. Environmental Conservation 29: 436-459.

Međutim, utjecaj ljudi često rezultira degradacijom šuma kelpa. Vrlo su uznemiravajući učinci pretjeranoga izlova ribe u ekosustavima u blizini obale, zbog čega se biljojedi mogu namnožiti i uništiti kelp i druge alge.Sala, E., C.F. Bourdouresque and M. Harmelin-Vivien. 1998. Fishing, trophic cascades, and the structure of algal assemblages: evaluation of an old but untested paradigm. Oikos 82: 425-439. To pak vrlo brzo može dovesti do toga da takvo područje postane samo gola zemlja s malo životinja.Dayton, P.K. 1985a. Ecology of kelp communities. Annual Review of Ecology and Systematics 16: 215-245. Jedna od korisnih strategija u takvim slučajevima jest uspostavljanje zaštićenih morskih područja u kojima se može ograničiti utjecaj ribolova i zaštiti ekosustav od ostalih čimbenika pogubnih za određeno stanište.

Kelp thumb|250px|right|Ribe plivaju oko divovskog kelpa thumb|250px|right|Ronilac u šumi kelpa kod obale Kalifornije thumb|250px|right|Divovski kelp koristi džepove zraka kako bi se održao u vodi i kako bi listovi blizu površine mogli skupljati svjetlost za fotosintezu. Izraz "kelp" se odnosi na morske alge koje pripadaju taksonomskom redu Laminariales. Iako se ne smatraju taksonomski raznovrsnim redom, kelpi su raznoliki po građi i funkcionalnosti. Najpoznatiji kelpi su divovski kelpi (vrste roda Macrocystis), iako postoje brojni drugi rodovi poput Laminaria, Ecklonia, Lessonia, Alaria i Eisenia.

Kelp stvara fizički supstrat i stanište za zajednice šuma kelpa.Jones, C.G., J. H. Lawton and M. Shachak. 1997. Positive and negative effects of organisms as physical ecosystem engineers. Ecology 78: 1946-1957. Kod algi se tijelo jedinke naziva talus prije nego "biljka". Morfološka struktura talusa kelpa se sastoji od tri glavna dijela: korijenski sustav je masa korjenčića koji drže talus za dno mora, iako ne prikupljaju niti donose hranjive tvari ostatku talusa kao pravi korijen biljke; stabljika je analogna stabljici biljke i širi se okomito iz korjenskog sustava i služi kao kostur koji pridržava ostale dijelove; listovi se šire sa stabljike, ponekada cijelom njezinom dužinom, i u njima se stvaraju hranjive tvari i odvija se fotosinteza. Usto, mnoge vrste kelpa imaju pneumatociste, tj. mjehure sa zrakom koji se obično nalaze pri početku listova blizu stabljike. Oni omogućavaju talusu da ostane uspravan u vodi.

Okolišni čimbenici koji su potrebni da bi kelp preživio su čvrsti supstrat (obično stijene i kamenje), mnogo hranjivih tvari (npr. dušik, fosfor) i svjetlost (minimalna godišnja doza zračenja je više od 50 E m-2Druehl, L.D. 1981. The distribution of Laminariales in the North Pacific with reference to environmental influences. Proceedings of the International Congress on Systematic Evolution and Biology 2: 248-256.). Najproduktivnije šume kelpa se obično nalaze na mjestima uzlaznih struja u oceanu, jer struja donosi hladne vode bogate hranjivim tvarima iz većih dubina. Tok vode i turbulencija omogućavaju asimilaciju hranjivih tvari preko listova kelpa do kroz stup vode.Wheeler, W.N. 1980. Effect of boundary layer transport on the fixation of carbon by the giant kelp Macrocystis pyrifera. Marine Biology 56: 103-110. Bistrina vode utiče na dubinu do koje svjetlost može doprijeti. U idealnim uvjetima divovski kelpi mogu narasti i 30 do 60 cm na dan. Neke vrste poput vrsta roda Nereocystis su jednogodišnje biljke, a druge poput Eisenia su višegodišnje i mogu živjeti više od 20 godina.Steneck, R.S. and M.N. Dethier. 1994. A functional group approach to the structure of algal-Šominated communities. Oikos 69: 476-498. Šume višegodišnjeg kelpa najbrže rastu tijekom mjeseci s uzlaznim strujama (obično u proljeće i ljeto), a rast usporava kada je hranjivih tvari manje, kada je manje svjetlosti i kada oluje postanu češće.

Kelpe se uglavnom povezuje s umjerenim i arktičkim vodama cijelog svijeta. Od prevladavajućih vrsta, Laminaria se uglavnom povezuje s obje strane Atlantskog oceana i obalama Kine i Japana; Ecklonia se može naći u Australiji, Novom Zelandu i u Južnoj Africi; Macrocystis se pojavljuje u sjeveroistočnom i jugoistočnom Tihom oceanu, oko otočjā u Južnom oceanu i na područjima oko Australije, Novog Zelanda i Južne Afrike. Područje s najvećom raznolikošću kelpa (više od 20 vrsta) je sjeveroistočni Tihi ocean, od sjevera San Franciscoa do Aleutskih otoka na Aljaski.

Iako su šume kelpa nepoznate u tropskim plitkim vodama, nakoliko vrsta Laminaria se ekstenzivno pojavljivalo u dubokim tropskim vodama.Joly, A.B. and E.C. Oliveira Filho. 1967. Two Brazilian Laminarias. Instituto de Pesquisas da Marinha 4: 1-7.Petrov, J.E., M.V. Suchovejeva and G.V. Avdejev. 1973. New species of the genus Laminaria from the Philippines Sea. Nov Sistem. Nizch. Rast. 10: 59-61. Ova općenita neprisutnost kelpa u tropima se smatra uzrokovanom uglavnom nedovoljnom razinom hranjivih tvari u toplim vodama. Jedno nedavno istraživanje je otkrilo da bi šume kelpa mogle postojati u toplim vodama, ali 200 metara ispod površine; istraživanje je pokrivalo sve svjetske trope. Izradili su jedan model za šume kelpa na Galapagoškim otocima u kojem je bilo označeno 8 mogućih "vrućih tačaka". Kasnije su zaista pronađene šume kelpa na svih 8 mjesta, što znači i da bi njihova predviđanja za ostatak tropa mogao biti točan. Važnost ovog doprinosa je ubrzo shvaćena unutar društva znanstvenika jer bi se, po rezultatima tog otkrića, neki kelpi mogli spasiti od globalnog zagrijavanja tako što bi se selili u vode koje postaju sve toplije, a prije su bile hladne. Također, ono objašnjava neke evolucijske osobine kelpa.Santelices, B. 2007. The discovery of kelp forests in deep-water habitats of tropical regions. Proceedings of the National Academy of Sciences 104: 19163-19164.

"Arhitektura" ekosustava

thumb|left|Šuma kelpa u akvariju u Monterey Bayu Arhitektura ekosustava šume kelpa se zasniva na njenoj fizičkoj strukturi, koja utječe na povezane vrsta koje definiraju strukturu te zajednice. Strukturalno, u ovaj ekosustav spadaju tri dijela koje grade kelpi, a dva dijela koje grade druge alge: krošnja - ovaj dio ekosustava čine najveći kelpi, čiji listovi mogu doprijeti do površine (npr., Macrocystis i Alaria); kelpi sa stabljikom - ovi kelpi se obično šire nekoliko metara iznad dna mora i mogu narasti u guste skupine (npr., Eisenia i Ecklonia); pruženi kelpi leže blizu morskog dna i na njemu (npr., Laminaria); Bentonske zajednice se sastoje od drugih algi i nepokretnih organizama na dnu mora; pokrivač - koraljne alge koje neposredno i često ekstenzivno pokrivaju substrat (tlo).

Više vrsta kelpa često koegzistiraju u jednoj šumi; izraz "krošnja u nižim katovima" se odnosi na kelpe sa stabljikom i opružene kelpe. Na primjer, krošnja Macrocystisa se može širiti više metara iznad dna mora prema površini, dok se kelpi nižih katova, Eisenia i Pterygophora, pružaju prema gore samo nekoliko metara. Ispod njih mogu biti bentonske zajednice crvenih alga i sličnih živih bića. Gusta okomita infrastruktura s krošnjama koje leže jedna na drugoj tvori sustav mikrostaništa sličnih onima u šumama na kopnu, sa sunčanim krošnjama, djelomično zasjenjenom sredinom i tamnim dnom. Svaka skupina ima organizme povezane s njom, koji variraju po zavisnosti o njihovom staništu, a zajednica ovih organizama može varirati s morfologijom kelpa.Foster, M.S. and D.R. Schiel. 1985. The ecology of giant kelp forests in California: a community profile. US Fish and Wildlife Service Report 85: 1-152.Graham, M.H. 2004. Effects of local deforestation on the diversity and structure of Southern California giant kelp forest food webs. Ecosystems 7: 341-357.Fowler-Walker, M.J., B. M. Gillanders, S.D. Connell and A.D. Irving. 2005. Patterns of association between canopy-morphology and understory assemblages across temperate Australia. Estuarine, Coastal and Shelf Science 63: 133.-141. Na primjer, u Kaliforniji šume vrste Macrocystis pyrifera, morski puž golać Melibe leonina i vrsta vrlo malenog škampa, Caprella californica, su vrlo usko povezani s krošnjom; Brachyistius frenatus, vrste roda Sebastes i mnoge druge ribe se mogu naći na katu kelpa sa stabljikom; zmijače i vrste puževa roda Tegula su blisko povezani s korjenjem kelpa, dok brojni biljožderi poput morskih ježinaca i školjaka žive na katu opruženih kelpa; mnoge zvjezdače, polipi i ribe bentosa žive u bentonskim zajednicama; samostalni koralji, razni puževi i bodljikaši žive na pokrivaču od koraljnih algi. Uz to, pelagijske ribe i morski sisavci su povezani sa šumama kelpa, obično dolazeći na rubove šume da bi se hranili stalnim organizmima.

Hranidbena mreža

Šuma kelpa

Źródło i licencja