ჟურნალი Nature Communications– ში გამოქვეყნებული ახალი გამოკვლევის თანახმად, მეცნიერები იყენებენ ხმის ჩანაწერებს, რომლებიც დამახასიათებელია ჯანსაღი მარჯნის რიფებისთვის, რათა მათ სწორი რეგიონების განვითარება სჭირდებათ მათ რეგიონებში, ამიტომ მათ შეეძლოთ დიდი ბარიერული რიფის ყველაზე დაზიანებული ნაწილების აღდგენა. ბოლო წლების განმავლობაში მათ დაავადებებმა და გლობალურმა დათბობამ მძიმედ დაარტყა.
დიდი ბრიტანეთის ექსტერერის უნივერსიტეტისა და ბრისტოლის უნივერსიტეტის მეცნიერთა საერთაშორისო ჯგუფმა აღნიშნა, რომ ბგერების დახმარებით მათ შეუძლიათ სწრაფად შეაკეთონ დაზიანებული მარჯნის რიფები. ავსტრალიაში დანგრეული დიდი ბარიერის რიფის შესწავლისას, მეცნიერებმა წყალქვეშა სპიკერები მოათავსეს, რომლებიც ასახავდნენ ჯანმრთელ რიფების ხმის ჩანაწერებს მკვდარი მარჯნის ადგილებში და ორჯერ მეტი თევზი აღმოაჩინეს ამ რეგიონში.
”თევზი უმნიშვნელოვანესია მარჯნის რიფების, როგორც ჯანსაღი ეკოსისტემების ფუნქციონირებისთვის”, - თქვა ექსეტერის უნივერსიტეტის წამყვანმა მკვლევარმა ტიმ გორდონმა.
მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ თევზის პოპულაციის გაზრდა ხელს უწყობს ბუნებრივი რეგენერაციული პროცესების გააქტიურებას, ზიანის ანაზღაურებით, რომლებიც მათ მთელ მსოფლიოში მარჯნის რიფებზე ხედავენ.
მარჯნის პოლიპების კოლონიები ახლა განიხილება ოკეანის ეკოსისტემების მდგომარეობის ერთ-ერთი ყველაზე ზუსტი მაჩვენებელი და როგორ მოქმედებს ისინი სხვადასხვა მავნე ფაქტორებით, მათ შორის ზღვის წყლის მჟავიანობით და გლობალური დათბობით.
”ჯანმრთელი მარჯნის რიფები გასაკვირი ხმაურია.” ამასთან, როდესაც რიფების ირგვლივ ჩუმდება, ეს არის უეჭველი ნიშანი იმისა, რომ ეს ეკოსისტემა პრობლემაა. ჩვენ ამის შეცვლა შეგვიძლია, იმ ბგერების მიბაძვით, სანამ რეგიონში სიტუაცია არ გამოჯანმრთელდება, ”- აღნიშნეს მეცნიერები.
დიდი ბარიერული რიფი
დიდი ბარიერული რიფი არის მსოფლიოში უდიდესი მარჯნის რიფი, სიგრძით 2.5 ათასი კმ. იგი მდებარეობს წყნარ ოკეანეში და გადაჭიმულია ავსტრალიის ჩრდილო-აღმოსავლეთ სანაპიროზე. ქედს აქვს 2,9 ათასზე მეტი ცალკე მარჯნის რიფი და 900 კუნძული მარჯნის ზღვაში (დევს ავსტრალიის, ახალი გვინეას, ახალი კალედონიის სანაპიროებს შორის).
ავსტრალიის სამეცნიერო საბჭოს (სააგენტო ავსტრალიის მთავრობას დაქვემდებარებული სააგენტო) დაკვირვებით, რიფების ორი მესამედი დაკარგა ფერი ბოლო ორი წლის განმავლობაში. მეცნიერები ამ პროცესს გლობალურ დათბობას ანიჭებენ: წყალი მატულობს, მარჯანები სტრესულ პირობებში იმყოფებიან და განდევნიან სიმბიოზურ ორგანიზმებს. წყალმცენარეებისა და სხვა ლიქენების გარეშე დარჩა, მარჯანები კარგავენ ფერს, შეწყვეტენ ზრდას და კოლაფსს. პროფესორ ტერი ჰიუზის თქმით, რომელმაც ჩაატარა კვლევა, აღდგენას შეიძლება ათწლეულები დასჭირდეს.
აღდგენის ალტერნატიული მეთოდები
მარჯნის რიფები ერთ – ერთი ყველაზე ლამაზი და სასარგებლო ცოცხალი არსებაა პლანეტაზე. ხშირად მათ უწოდებენ "ზღვის წვიმის ტყეებს", რადგან შედარებით მცირე ფართობის დასაკავებლად, ისინი სიცოცხლის უმეტესი ნაწილი ოკეანეში იკვებებიან. მარჯნის რიფის ზონაში კონცენტრირებულია მსოფლიოში მთლიანი თევზის მარაგის 9%.
ამერიკული გაზეთის The New York Times- ის თანახმად, მსოფლიოში ნახევარ მილიარდი ადამიანი რიფებზე აღმოჩენილ თევზზეა დამოკიდებული. ზოგიერთი კუნძული ერისთვის ეს არის ცილების ერთადერთი წყარო.
განვითარებულ ქვეყნებში, განსაკუთრებით ავსტრალიაში, რიფები უმსხვილესი ტურისტული ატრაქციონია, რომელსაც მილიონობით ბიუჯეტი მოაქვს.
მეცნიერები მთელს მსოფლიოში ეძებენ დიდი ბარიერული რიფის აღდგენის გზებს. New York Times- ის თანახმად, Sarasota Aquarium- ის ლაბორატორიის (ფლორიდა) მკვლევარი დევიდ ვაუხანი, მარჯნებს პატარა ფრაგმენტებად ყოფს, ახალ კოლონიებს ზრდის და მათ ოკეანეში ანაწილებს. ”ამას 6 წელი სჭირდებოდა 600 მარჯნის შესაქმნელად. ახლა ნახევარში დღეში 600 მარჯანი შეგვიძლია გავზარდოთ და რამდენიმე თვეში დავბრუნდეთ.”
ავსტრალიის ავსტრალიის საზღვაო მეცნიერების ინსტიტუტის მკვლევარებმა შეაგროვეს სუპერკოლები, რომელთაც შეეძლოთ წინააღმდეგობა გაუწიონ ცხოვრებისეული უარეს მდგომარეობაში მყოფ სტრესს. მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ "აშენებენ" უფრო მდგრადი რიფები, რომლებსაც შეუძლიათ გადარჩეს გლობალური დათბობა.
მარჯნის რიფი // pixabay.com
Zooxanthellae არის dinoflagellate- ის ტიპი, ჯგუფი, რომელიც ასევე მოიცავს წყალმცენარეებს, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან "წითელ ტალღები". ვინაიდან ისინი ფოტოსინთეზირებას განიცდიან, ზოოქანთელები ასევე იწვევენ მარჯნის ორგანიზმს მცენარეული მცენარეების მსგავსად, სინთეზურ სტილში. დაბოლოს, მარჯანი მალავს ჩონჩხს, ხოლო ცხოველი და მისი სიმბოლოები არგონიტი მინერალისგან დამზადებულ ქვის თასშია.
Coral Reef– ის კვლევის ისტორია
მათი უნიკალური თვისებების წყალობით, მარჯნები ათასობით წლის განმავლობაში შეისწავლეს. არისტოტელემც კი აღწერა მათი "ქმნილებათა ასვლა" (Scala naturae) თუმცა, თუ ისტორიას გადავხედავთ, მაშინ ჩარლზ დარვინი ალბათ ყველაზე ცნობილი მარჯნის მკვლევარი იქნება. მან შემოგვთავაზა თეორია მარჯნის რიფების წარმოშობის და, კერძოდ, წყნარ ოკეანეში ატოლების შესახებ, რომელიც, ძირითადად, სწორი იყო, მიუხედავად იმისა, რომ ამის დასამტკიცებლად მეცნიერებს დიდი დრო სჭირდებოდა.
დარვინის თეორია, რომელიც პირველად აღწერილია მის მონოგრაფიაში "მარჯნის რიფების სტრუქტურა და განაწილება", ძალიან მნიშვნელოვანია. მან თქვა, რომ თუ ოკეანეს ზედაპირზე ვულკანია, რიფები შეიძლება მისი კიდეების გასწვრივ ჩამოყალიბდეს. როგორც ვულკანი ნელა იძირება წყალში, წყვეტს აქტიურად ზრდას, კოროლები რჩება. საბოლოო შედეგი არის ის, რასაც ჰქვია მოსაზღვრე რიფი. ეს ნიშნავს, რომ ლაგუნის შუაგულში არის კუნძული და მის გარშემო მარჯნის ბეჭედია. დროთა განმავლობაში, ვულკანი კიდევ უფრო დაბლა ეშვება, ისე რომ კუნძული ქრება და მხოლოდ Corals- ის რგოლი რჩება. ასე რომ, კლასიკური ატოლი ჩნდება. წარმოუდგენელია, რომ დარვინმა შექმნა ეს თეორია, უბრალოდ დაათვალიერა რუქები, სანამ მან ბეღურაზე მოგზაურობისას საკუთარი თვალით დაინახა მარჯნის ატოლები.
დარვინის შემდეგ, მეოცე საუკუნის დასაწყისში, დიდი ექსპედიცია გაკეთდა დიდ ბარიერულ რიფში მარჯნის შესასწავლად. მეოცე საუკუნის შუა ხანებში იყო თომას გოროს ნამუშევრები, რომლებმაც დაიწყეს მარჯნების ცხოველებად და მათი სიმბიოზის შესწავლა. მარჯნის შესწავლის ისტორია მდიდარია: რიფები, განსაკუთრებით საწყის პერიოდში, თანაბრად შეისწავლეს გეოლოგებმა და ბიოლოგებმა, ხოლო თავად ზოოლოგები სწავლობდნენ მარჯანს.
მარჯნის რიფის ფორმირება
მცენარეული უჯრედებით სიმბიოზი საშუალებას იძლევა ერთი მარჯანი შედარებით სწრაფად გაიზარდოს. ეს მნიშვნელოვანია, რადგანაც რიფის წარმოქმნის შესაძლებლობა ამაზეა დამოკიდებული: სხვადასხვა არსებები ცხოვრობენ არაღრმა წყალში, მუდმივად ღეჭავენ მარჯნის ჩონჩხის ნაწილებს და ანადგურებენ რიფს. შექმნასა და განადგურებას შორის არსებობს ერთგვარი რბოლა, და არაღრმა წყალში არ იქნებოდა ერთი დიდი რიფი სიმბოლონების გარეშე, რაც დიდხანს უზრუნველყოფს ჩონჩხის მასალის მატება.
ღრმა წყლებში გაცილებით ნაკლებია ფიზიკური და ბიოლოგიური ხელისშემშლელი ფაქტორები და ზოგიერთ ღრმა ზღვის კოროზს ასევე ქმნიან რიფები, თუმცა მათ არ აქვთ ეს სიმბიოტიკური ურთიერთობები და ისინი მზის ენერგიის მხარდაჭერის გარეშეც არსებობენ.
გარდა ამისა, არსებობს მრავალი მცირე მარჯანი, რომლებიც ცხოვრობენ როგორც ერთჯერადი ორგანიზმები, ზოგჯერ როგორც პატარა კოლონიები, ისინი არ აშენებენ დიდ რიფებს.
მარჯნის რიფები ძირითადად ტროპიკებში წარმოიქმნება არაღრმა წყალში. მათი აღმოჩენა ასევე შესაძლებელია სუბტროპიკებში, მაგრამ არა ცივ წყალში. ოცი ათასი წლის დიდი ბარიერული რიფი, რომელიც ავსტრალიის მახლობლად მდებარეობს, ყველაზე დიდია და სიგრძე 2000 კილომეტრია.
მრავალფეროვანი მარჯანი
Corals მარტივი სტრუქტურა და ასოცირდება ჰიდრასთან, ზღვის ანემონებთან და ჟელეებთან. მათ აქვთ სპეციფიკური ჩონჩხის ფორმა, რომელიც განსხვავდება მარჯნის ტიპისა და სტრუქტურის მიხედვით, რომელსაც პოლიპი ეწოდება. ეს ძირითადად ჰგავს კალის ქილა, რომელზეც მოწყვეტილი სახურავია, ერთ მხარეს, ასე რომ ცილინდრის ერთ ბოლოში არის გახსნა საცეცებით გარშემორტყმული. საკვები შედის ამ გახსნით, შემდეგ კი ნარჩენები ამოღებულია. ეს არის ძალიან მარტივი ბიოლოგიური სტრუქტურა - მას ნამდვილი ორგანოებიც კი არ აქვს, მაგალითად, მაღალ ცხოველებში.
ამ სიმარტივის მიუხედავად, მარჯნის უზარმაზარი სახეობაა - დაახლოებით 1,500 სახეობა. აკროპორის სახეობები (აკროპორა) ყველაზე მრავალფეროვანია და ეს ყველაზე გავრცელებული მარჯნებია ზედაპირულ წყალში, განსაკუთრებით წყნარ ოკეანეში. ისინი ყველა ერთი გზით ან სხვა გზით იშლება: ზოგიერთ ტერიტორიას ჰგავს უზარმაზარი ტერიტორიები, რომლებიც ჰგავს აკროპურის საცვლებიდან თივის ბუჩქებს, ზოგი კი უფრო მკვრივი. სხვები იზრდება დიდი ფირფიტების ან ცხრილების სახით. ისინი ყველა იმით გამოირჩევა, რომ ისინი ძალიან სწრაფად იზრდებიან მარჯნისთვის.
კიდევ ერთი საინტერესო ტიპია მარჯნის დიდი ვარსკვლავი (Montastraea cavernosa), რომელიც არის ქვის მარჯანი, რომელიც შეგიძლიათ ნახოთ კარიბის ზღვის აუზში. გასაკვირია, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ის ფართოდ არის გავრცელებული და მრავალი მეცნიერის მიერ იქნა შესწავლილი, აღმოჩნდა, რომ ეს არ არის ერთი სახეობა, როგორც ადრე ვფიქრობდით, არამედ რამდენიმე. ეს ცხადყოფს, თუ რამდენი აღმოჩენაა მარჯნის გამოკვლევის სფეროში ჯერ კიდევ არ გაკეთებულა, მათ შორის, კვლევა ყველაზე საბაზისო დონეზე.
მარჯნის რეპროდუქცია
მარჯნებს აქვთ ძალიან უჩვეულო რეპროდუქციული ბიოლოგია: ბევრს რეპროდუცირება აქვთ წელიწადში ერთხელ მასობრივი ქვირითობის დროს, როდესაც ისინი ათავისუფლებენ კვერცხუჯრედების და სპერმის პაკეტებს ერთგვარი წყალქვეშა მეგაორგიაში. ამ შემთხვევაში, სექსუალური რეპროდუქცია ხდება გამეტების გამოშვების გზით.
მარჯნები ასევე ამზადებენ ახალ პოლიპებს ან ნაწილებად ნაწილებად დანაწევრების გზით, საიდანაც შემდეგ აღდგება. ამასთან დაკავშირებით, მარჯანიც წარმოუდგენლად მრავალფეროვანია.
მარჯნის როლი ეკოსისტემაში
რიფები ყველაზე მრავალფეროვანია ყველა საზღვაო ეკოსისტემადან. მათი ჩონჩხების წყალობით, მარჯნები ქმნიან ფიზიკურ გარემოს, მრავალი თვალსაზრისით უზრუნველყოფს მრავალგანზომილებიან სირთულეს, რომელსაც იყენებენ სხვა ორგანიზმების მიერ, რომლებიც ცხოვრობენ ნუციებსა და კოროვანებში, ან ცხოვრობენ ქვედა ფსკერზე, ან უბრალოდ მათ ჭამენ.
ძალიან ცოტა რამ არის ცნობილი ორგანიზმებზე, რომლებიც ცხოვრობენ მარჯნებით და ეს სულ მცირე მილიონი განსხვავებული სახეობაა და, ალბათ, დაახლოებით ათი მილიონი - ჩვენ ვერ წარმოვიდგენთ, რამდენად ზუსტად. თუ რიფს შიგნით შეხედავთ, შეუდარებელი მრავალფეროვნება შეგიძლიათ იპოვოთ, და ყველა ეს ორგანიზმი, რომელიც განსაკუთრებით საინტერესო, ლამაზია, ძალიან ცოტა სივრცეში ერთად ცხოვრობენ. თუ ყველა რიფს შეაერთებთ, მიიღებთ საფრანგეთის ტერიტორიის ტოლფასი ფართობი, და ამავე დროს ისინი შეიცავს ოკეანეში არსებული ყველა ცოცხალი ორგანიზმის მესამედიდან მეოთხედამდე.
თევზის, ზღვის მცენარეების, ლოკოკინების, მოლუსკებისა და რვაფეხების, კრევეტების, კრაბების, ლობსტერების და სხვა ჯგუფების უამრავი ოჯახი ჩვენთვის ნაკლებად ცნობილია. მიიღეთ თითქმის ყველას, ვინც ოკეანეში ცხოვრობს და მარჯნის რიფზე შეგიძლიათ იპოვოთ მისი სახეობების წარმომადგენელი. ზოგჯერ ეს ორგანიზმები რიფებსაც კი ეხმარებიან. მაგალითად, თევზი აკონტროლებს წყალმცენარეებს, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია მარჯნისთვის, რადგან წყალმცენარეები კონკურენციას უწევენ მათ. საჭიროა თევზის პოპულაცია, რომელიც დაიცავს მარჯანს მათი ბატონობისგან. თუმცა, დღეს ეს არ წარმოადგენს ყველაზე დიდ საფრთხეს მარჯნისგან.
გლობალური დათბობის ეფექტი
მარჯნები, რომლებიც სიმბიოტიკური წყალმცენარეებით ცხოვრობენ, განსაკუთრებით მგრძნობიარეა ტემპერატურის უმნიშვნელო ზრდის დროს. შედეგად, როდესაც ის ჩვეულებრივ სეზონურ მაქსიმუმს აღემატება თუნდაც ერთი გრადუსი ცელსიუსით ან ორი ფარენგეიტით, ეს სერიოზულად არღვევს დინოფლაგელატების უნარის ფოტოსინთეზის უნარს. შედეგად, ჯაჭვური რეაქცია იქმნება, რაც ურთიერთობებში შეფერხებას იწვევს: მარჯანი გააქრობს სიმბიონტებს იმ პროცესში, რომელსაც ეწოდება მარჯნის გაუფერულება, რადგან სიმბოლოს გარეშე ისინი თითქმის თეთრია.
Corals არ არის აუცილებელი დაუყოვნებლივ იღუპება, მაგრამ თუ პირობები არ დაუბრუნდება ნორმალურად სწრაფად, ისინი დაიწყებენ სიკვდილს. და ისინი იღუპებიან შიმშილით, რადგან მათ ესაჭიროებათ საკვები, რომელსაც იღებენ სიმბოლოდ. მაგრამ ეს გლობალური დათბობის პირდაპირი ეფექტის მაგალითია. ნახშირორჟანგი - დათბობის მთავარი მიზეზი - ასევე ცვლის წყლის ქიმიურ შემადგენლობას, რაც უფრო მჟავე გახდება, რაც იწვევს corals– ის ზრდის სირთულეებს. მარჯნის მომავალი ნამდვილად დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა სახის ქცევის სტრატეგიას ირჩევენ ხალხი მომდევნო ათწლეულისთვის. ეს განსაზღვრავს რამდენად მწვავე დათბობა იქნება, ისევე როგორც ოკეანის მჟავიანობა.
დღემდე, corals ყველაზე დიდი ზიანი მიაყენა არა გლობალურმა დათბობამ და კლიმატის ცვლილებამ, არამედ ადგილობრივმა თევზაობამ, დაბინძურებამ და გარემოს განადგურებამ. ამრიგად, თუ ჩვენ შეგვიძლია უზრუნველვყოთ ადგილობრივი დაცვა, ეს მოგვცემს დროს იმის გარკვევას, თუ როგორ უნდა მოგვარდეს კლიმატის ცვლილების უფრო გლობალური და რთული პრობლემა.
თანამედროვე მარჯნის გამოკვლევა
დღეს ჩვენ ბევრ ახალ ინფორმაციას ვიღებთ მარჯნის შესახებ ახალი გენეტიკური მეთოდების გამოყენებით. მაგალითად, ჩვენ ბევრ რამეს ვსწავლობთ იმაზე, თუ როგორ რეაგირებენ მარჯნები სტრესს, მათ შორის დათბობასაც. ბოლო ათი თუ ოცი წლის განმავლობაში, ბევრი სამუშაო გაკეთდა იმის გასარკევად, თუ რა ფაქტორები იძლევა ზოგიერთ მარჯანს, რომ გაუძლოს გლობალურ დათბობას. საწყისი შედეგები დაკავშირებული იყო იმ აღმოჩენასთან, რომ ზოგიერთ სიმბოლოდ ბევრად უფრო გამძლეა ტემპერატურის მომატება, ვიდრე სხვები, და ამან განაპირობა უზარმაზარი ნამუშევრების გაკეთება ფიზიოლოგიაზე, მარჯნის და დინოფლაგლეიდებს შორის ურთიერთობის შესახებ.
ბოლო დროს ჩვენ შევისწავლეთ ცხოველების მარჯნის გენეტიკური მრავალფეროვნება და როგორ შეუძლია მას წინააღმდეგობა გაუწიოს გლობალურ დათბობას. შესწავლა ცვალებადობასთან დაკავშირებულ ცვალებადობასთან და მათ სიმბოტრებთან დაკავშირებით და როგორ შეიძლება მათი გამოყენება, რათა შეიქმნას მარჯნები, რომლებიც უფრო მდგრადია კლიმატის ცვლილების მიმართ, ბოლოდროინდელი კვლევის დიდი ნაწილია, მაგრამ სამუშაოების მრავალი სხვა სფეროა. მაგალითად, მარჯნის დაავადება ახლა დიდ პრობლემას უქმნის და ამას უამრავი გამოკვლევა ეძღვნება. ახლა ჩვენ კიდევ ბევრი რამ ვიცით მარჯნის დაავადებების და მისი გაუფერულების შესახებ.
ჩვენ ასევე ბევრი რამ ვიცით ადგილობრივ ექსპოზიციასა და მარჯნის რიფის ჯანმრთელობას შორის. 2016 წელს გაიმართა შეხვედრა ჰაიტიში, რომელშიც მონაწილეობა მიიღო დაახლოებით ორ ათასმა ადამიანმა, კონფერენციაზე 112 სესია ჩატარდა ოთხიდან ხუთ დღეში, ასე რომ ასობით და ასობით სტატია იყო წარმოდგენილი. მარჯნების შესახებ სტატიების ამ დიდი რაოდენობით მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ გაცილებით მეტს გაეცნობით ამ ლამაზი, უნიკალური და გასაკვირი მრავალფეროვანი ორგანიზმების შესახებ.
ეს არის სტატიის თარგმანი ჩვენს სერიოზულ მეცნიერებათა ინგლისურენოვან გამოცემაში. ტექსტის ორიგინალი შეგიძლიათ წაიკითხოთ აქ.
განათლება
მარჯნის რიფების უმეტესი ნაწილი, რომელსაც დღეს ვაკვირდებით, ყინულის პერიოდის შემდეგ შეიქმნა, როდესაც ყინულის დნობამ გამოიწვია ზღვის დონის აწევა და კონტინენტური შელფის დატბორვა. ეს ნიშნავს, რომ მათი ასაკი არ აღემატება 10 000 წელს. თაროზე დაყრდნობით, კოლონიებმა დაიწყეს ზრდა და მიაღწიეს ზღვის ზედაპირს. მარჯნის რიფები ასევე გვხვდება კუნძულებზე მდებარე კონტინენტური შელფისგან და ატოლების სახით. ამ კუნძულების უმეტესი ნაწილი ვულკანური წარმოშობისაა. იშვიათი გამონაკლისები წარმოიქმნა ტექტონიკური ძვრების შედეგად. 1842 წელს ჩარლზ დარვინმა თავის პირველ მონოგრაფიაში "მარჯნის რიფების სტრუქტურა და განაწილება" ჩამოაყალიბა ჩასაფრების თეორია, რომელიც ატოლების წარმოქმნას ხსნიდა. და წყალქვეშა ნარჩენები დედამიწის ქერქები ოკეანეების ქვეშ. ამ თეორიის თანახმად, ატოლის ფორმირების პროცესი გადის სამ თანმიმდევრულ ეტაპზე. პირველ რიგში, ვულკანის ნესტიანი და ქვედა დაბლობების შემდეგ, წარმოქმნილი ვულკანური კუნძულის გარშემო ვითარდება fringing reef. შემდგომი დაცემით, რიფი ხდება ბარიერი და, საბოლოოდ, ატოლურად იქცევა.
დარვინის თეორიის თანახმად, ვულკანური კუნძული პირველად ჩნდება
როგორც ბოლოში ჩნდება, კუნძულზე ყვავილის რიფი იშლება, ხშირად არაღრმა შუალედური ლაგუნა
ჩაძირვის დროს, ფრიგიანი რიფი იზრდება და ხდება დიდი ბარიერი რიფა დიდი და ღრმა ლაგუნებით.
დაბოლოს, კუნძული წყალქვეშ იმალება და ბარიერი რიფი იქცევა ატოლზე, რომელიც მოიცავს ღია ლაგუნას
დარვინის თეორიის თანახმად, მარჯნის პოლიპები აყვავდება მხოლოდ ტროპიკების მკაფიო ტროპიკულ ზღვებში, სადაც წყალი აქტიურად არის შერეული, მაგრამ ის შეიძლება არსებობდეს მხოლოდ სიღრმის შეზღუდულ დიაპაზონში, იწყება დაბალი ტალღების ქვემოთ. სადაც მიწისქვეშა დონე ნებადართულია, მარჯანი იზრდება ზღვის სანაპიროზე და იქმნება სანაპირო რიფები, რომლებიც საბოლოოდ შეიძლება გახდეს ბარიერი რიფი.
დარვინმა იწინასწარმეტყველა, რომ თითოეული ლაგუნის ქვეშ უნდა არსებობდეს ქვის საყრდენი, რომელიც არის პირველადი ვულკანის ნაშთები. შემდგომმა ბურღვამ დაადასტურა მისი ჰიპოთეზა. 1840 წელს ჰაო ატოლზე (ტუამოტოს კუნძული), 14 მ სიღრმეზე პრიმიტიული ბურღვის გამოყენებით, აღმოაჩინეს ექსკლუზიურად მარჯანი. 1896-1898 წლებში, სანამ ცდილობდა ჭაბურღილის გაღებას Funafuti ატოლის ბაზაზე (ტუვალუს კუნძული), საბურღი ჩაიძირა 340 მ სიღრმეზე მარჯნის კირქვის ერთგვაროვან სისქეში. 434 მ სიღრმეზე მდებარე ჭადურმა კუტო-დაიტო-შიმას (Ryukyu Island) ამაღლებულ ატოლზე ასევე ვერ მიაღწია ატოლის საძირკველს. 1947 წელს, ბიკინიზე გაბურღეს 779 მ სიღრმის ჭაბურღილი, მიაღწიეს ადრეული მიოცენის საბადოებს, დაახლოებით 25 მილიონი წლის წინ. 1951 წელს ენვეტოკის ატოლზე (მარშალის კუნძულები) ორმა ჭაბურღილმა 1266 და 1389 მ სიღრმეზე გაიარა Eocene კირქვები დაახლოებით 50 მილიონი წლის წინ და მიაღწია ვულკანური წარმოშობის ძირძველ ბაზალტებს. ეს დასკვნები მიუთითებს ატოლის ფუძის ვულკანური გენეზისზე.
იქ, სადაც ფსკერი მაღლა დგას, ზღვის სანაპიროები შეიძლება გაიზარდოს სანაპიროზე, მაგრამ, ზღვის დონიდან ამწევისას, მარჯნები იღუპებიან და კირქვებად იქცევა. თუ მიწა ნელა წყდება, ძირტკბილა რიფების ზრდის სიჩქარე ძველ, მკვდარ მარჯნებზე საკმარისია იმისათვის, რომ შექმნან ბარიერი რიფი, რომელიც კოროლასა და მიწას შორისაა. ოკეანის ფსკერის შემდგომი დაქვეითება იწვევს იმ ფაქტს, რომ კუნძული მთლიანად იმალება წყლის ქვეშ, ხოლო ზედაპირზე რჩება მხოლოდ რიფის რგოლი - ატოლი. ბარიერული რიფები და ატოლები ყოველთვის არ ქმნიან დახურულ რგოლს, ზოგჯერ ქარიშხლები იშლება კედლებზე. ზღვის დონის სწრაფ აწევა და ფსკერის დაქვეითება შეიძლება აღკვეთოს მარჯნის ზრდა, შემდეგ მარჯნის პოლიპები დაიღუპება და რიფი მოკვდება. ზოოქანთელებთან სიმბიოზში მცხოვრები მარჯნელები შეიძლება იღუპებოდნენ იმის გამო, რომ საკმარისი შუქი აღარ შეაღწევს სიღრმეში მათი სიმბოლისტების ფოტოსინთეზისთვის.
თუ ატოლის ქვეშ მდებარე ზღვის ფსკერი წამოიწევს, კუნძული ატოლი წარმოიქმნება. რულარული ბარიერი რიფი გახდება კუნძული, სადაც არაღრმა არაღრმა გავლა. ფსკერის კიდევ უფრო ამაღლებით, პასაჟები გაშრება და ტბა გადაიქცევა რელიქტურ ტბად.
მარჯნის ზრდის ტემპი დამოკიდებულია სახეობებზე და წელიწადში რამდენიმე მილიმეტრიდან 10 სმ-მდე მერყეობს, თუმცა ხელსაყრელ პირობებში იგი შეიძლება 25 სმ-ს მიაღწიოს (აკროპორები).
პირველი დედამიწა დედამიწაზე დაახლოებით 450 მილიონი წლის წინ გაჩნდა. გადაშენებულ ტაბულებს სტრომატოპოიდულ სპონგებთან ერთად რიფის სტრუქტურების საფუძველი წარმოადგენდა. მოგვიანებით (416)
416-359 მილიონი წლის წინ) გამოჩნდა რაგოზის ოთხთახიანი მარჯანი; რიფის ფართობმა ასობით კვადრატულ კილომეტრს მიაღწია. 246–229 მილიონი წლის წინათ გამოჩნდა პირველი კორალები, რომლებიც ცხოვრობდნენ წყალმცენარეებთან სიმბიოზით, და კენოზიურ ხანაში (დაახლოებით 50 მილიონი წლის წინ), გაჩნდა maderepores corals, რომელიც დღეს არსებობს.
მარჯნის არსებობის დროს, კლიმატი შეიცვალა, ოკეანეების დონე გაიზარდა და შემცირდა. ოკეანის დონის ბოლო ძლიერი ვარდნა 25-16 ათასი წლის წინ მოხდა. დაახლოებით 16 ათასი წლის წინ, მყინვარების დნობამ გამოიწვია ოკეანის დონის ზრდა, რომელიც თანამედროვეობას მიაღწია დაახლოებით 6 ათასი წლის წინ.
ფორმირების პირობები
მარჯნის ბიოცენოზის წარმოქმნისთვის აუცილებელია ტემპერატურის, მარილიანობის, მსუბუქი ზემოქმედებისა და რიგი სხვა აბიოტიკური ფაქტორების დაკავშირებული მთელი რიგი პირობების ერთობლიობა. Germatypic corals ხასიათდება მაღალი stenobiontism (უუნარობა მოითმენს მნიშვნელოვანი გადახრები ოპტიმალური პირობები). მარჯნის რიფების ზრდის ოპტიმალური სიღრმეა 10-20 მეტრი. სიღრმის ზღვარი არ არის გამოწვეული ზეწოლის გამო, არამედ განათების შემცირებით.
ყველა გერმატიპიური მარჯანი თერმოფილურია. მარჯნის რიფების უმეტესი ნაწილი მდებარეობს ისეთ რაიონში, სადაც წლის ყველაზე ცივი თვის ტემპერატურა არ იკლებს +18 ° C- ზე დაბლა. თუმცა, ამ ტემპერატურაზე სექსუალური რეპროდუქცია შეუძლებელია, ვეგეტატიური შენელდება. როგორც წესი, ტემპერატურა +18 ° C– ზე დაბლა იწვევს რიფის წარმოქმნის მარჯნის დაღუპვას. ახალი კოლონიების გაჩენა შემოიფარგლება მხოლოდ იმ ადგილებში, სადაც ტემპერატურა არ იკლებს +20,5 ° C– ზე, აშკარად ეს არის ტემპერატურის ქვედა ზღვარი ჰემატიპალის მარჯნებში ოვოგენეზისა და სპერმატოგენეზისათვის. არსებობის ზედა ზღვარი აღემატება +30 ° C- ს. დღის განმავლობაში ტალღები ეკვატორული რეგიონების არაღრმა ლაგონებში, სადაც აღინიშნება მარჯნის ზრდის ყველაზე დიდი ფორმები და სიმკვრივე, წყლის ტემპერატურამ შეიძლება მიაღწიოს +35 ° C- ს. რიფის შემქმნელ ორგანიზმებში ტემპერატურა სტაბილურად რჩება მთელი წლის განმავლობაში, ეკვატორში წლიური რხევები 1-2 ° C- ს, ხოლო ტროპიკებში არ აღემატება 6 ° C- ს.
ტროპიკულ ზონაში ოკეანეების ზედაპირზე საშუალო მარილიანობაა დაახლოებით 35.18 ‰. მარილიანობის ქვედა ზღვარი, რომლის დროსაც შესაძლებელია მარჯნის რიფების წარმოქმნა, არის 30-31. ეს განმარტავს დიდი მდინარეების ექსტრავერებში madrepore corals- ის არარსებობას. სამხრეთ ამერიკის ატლანტიკური სანაპიროს გასწვრივ კოროლის არარსებობა აიხსნება ზუსტად ამაზონის გამო ზღვის წყლის გაუვალობის გამო. დედამიწის ჩამონადენის გარდა, ნალექი გავლენას ახდენს ასევე ზედაპირული წყლების მარილიანობაზე. ზოგჯერ დიდმა წვიმამ, რომელიც წყლის მარილიანობას ამცირებს, შეიძლება გამოიწვიოს პოლიპების მასობრივი სიკვდილი. მარჯნის რიფის სიცოცხლისთვის შესაფერისი მარილიანობის სპექტრი საკმაოდ ფართოა: სხვადასხვა მარჯანი ფართოდაა გავრცელებული, როგორც მცირე შიდა ზღვებში, დაბალი მარილიანი მარილით (30–31 ‰), სარეცხი სანტასა და ფილიპინების არქიპელაგების (Celebess, Yavan, Banda, Bali, Flores, Sulu) და ა.შ. სამხრეთ ჩინეთის ზღვა და წითელი ზღვა, სადაც მარილიანობა 40 ‰ – ს აღწევს.
რიფის შემქმნელ ორგანიზმთა უმეტესობას მზის შუქი სჭირდება ცოცხალი. ფიზიოლოგიური და ბიოქიმიური პროცესები, რომლის დროსაც კირის მოპოვება ხდება ზღვის წყლისგან და ჰერმატოტიპის მარჯნის ჩონჩხის ფორმირება, ასოცირდება ფოტოსინთეზთან და უფრო წარმატებულია შუქში. მათ ქსოვილებში არსებობს უჯრედული წყალმცენარეები, სიმონიტები, სიმბიონატები, რომლებიც ასრულებენ ფოტოსინთეზური ორგანოების ფუნქციებს. მარჯნის რიფის ჰაბიტატში, წლის განმავლობაში დღის ხანგრძლივობა მნიშვნელოვნად არ იცვლება: დღე თითქმის ტოლია ღამით, მუქი მცირეა. ეკვატორის მახლობლად, წლის უმეტესობა ნათელია, რომ ტროპიკებში მოღრუბლული დღეების რიცხვი არ აღემატება 70-ს. მზის მთლიანი გამოსხივება აქ სულ მცირე 140 კილოკალორია წელიწადში 1 სმ²-ზე. ალბათ, მარჯნებს სჭირდებათ მზის პირდაპირი შუქი: რიფის დაჩრდილულ რაიონებში მათი ნამოსახლარები იშვიათია. კოლონიები ერთმანეთთან ვერტიკალურად არის მოწყობილი, მაგრამ გადანაწილებულია ჰორიზონტალურად. ზოგიერთი სახის corals, რომლებიც არ მონაწილეობენ ფოტოსინთეზის პროცესში, მაგალითად, წითელი წითელი tubastrae და მეწამული ჰიდროქორალური distichopores, არ არის რიფის საფუძველი. სიღრმე იზრდება, განათება სწრაფად იშლება. მარჯნის დასახლებების ყველაზე მაღალი სიმკვრივე აღინიშნება 15-25 მ დიაპაზონში.
რიფების უმეტესობა ფიქსირდება. მარჯანი არ ვითარდება ცალკეულ ქვებზე და კირქვულ ბლოკებზე. კოროლები, რომლებიც მაღალ ტურბულენტობაზე ცხოვრობენ, ვერ ახერხებენ ტილტაციას. ხოლო ქედის და ნაპირს შორის მიმავალ მიდამოებში, არის ტალახიანი ფსკერი, სადაც ვითარდება მათი მარჯნის ფაუნა. დიდი სოკოს ფორმის მარჯანი იზრდება ფხვიერი სუბსტრატზე, რომლის ფართო ბაზა არ იძლევა მათ ჩაძირვაში ჩაძირვაში. რიგი განშტოებული მარჯანი (აკროპოლისის ქუელჩა, ფსიქოქორე, მოყავისფრო ფორიტი), რომლებიც ჩაფლულ ლაგონებში დასახლდნენ, ფესვებია. ქვიშიან ნიადაგებზე მარჯანი არ ქმნის დასახლებებს, რადგან ქვიშა მობილურია.
კლასიფიკაცია
ზღვის დონეზე თანამედროვე ურთიერთობის მიხედვით, რიფები იყოფა:
1) დონე, მიაღწიოს მტკნარი ზონის მწვერვალ ზედაპირს ან ზრდასრული, მიაღწევს მაქსიმალურ სიმაღლეს რიფის მშენებლების (გერმატიპების) არსებობისათვის მოცემულ ზღვის დონეზე,
2) ამაღლებული - მის ზემოთ მოცემულ სტრუქტურაში აშკარად არის გამოვლენილი ჰერმიფსიული მარჯნები მათი არსებობის ზედა ზღვარს ზემოთ,
3) ჩაძირული - ან მკვდარი, ტექტონიკური დაწევის გამო, ჩაიძირა იმ სიღრმეში, სადაც რიფის დამაარსებელი ორგანიზმები არ შეიძლება არსებობდნენ, ან წყლის კიდეზე მდებარე საცხოვრებელი სახლი, რომელსაც აქვს მწვერვალი, რომელიც არ იშლება დაბალ ზღვარზე.
სანაპირო ზოლთან დაკავშირებით, რიფები იყოფა:
- fringing ან სანაპირო რიფები
- ბარიერი რიფები
- ატოლები
- ინტრაგუნის რიფები - პაჩების რიფი, პინაკის რიფები და მარჯნის ბორცვები. იზოლირებული შენობები, რომლებიც მაღლა მაღლა იწევს ბორცვების და ბორცვების სახით. ისინი წარმოიქმნება სწრაფად მზარდი მარჯნის კოლონიები. აკროპორა, სტილოფორა, პონტესი ინტრაგონების განშტოების კოლონიებს აქვთ უფრო თხელი და უფრო ადვილად გატეხილი ფილიალები მსგავსი კოროლისგან, რომელიც ცხოვრობს ლაგუნის გარეთ. მკვდარი ფილიალებს, მოლუსკებს, ექინოდერმებს, პოლიჩეტებს შორის სწრაფად იშლება, ზედაპირი დაფარულია კირქოვანი წყალმცენარეების ქერქებით. Clefts და ნიშები თევზის თავშესაფარს ემსახურება.
ზონები
მარჯნის რიფის ეკოსისტემა დაყოფილია ზონებად, რომლებიც წარმოადგენს სხვადასხვა ტიპის ჰაბიტატს. ჩვეულებრივ, რამდენიმე ზონაა: ლაგუნა, რიფის ბინა, შიდა ფერდობი და გარე რიფი (რიფის კლდე). ყველა ზონა არის ეკოლოგიურად ურთიერთდაკავშირებული. რიფისა და ოკეანეში მიმდინარე პროცესები ქმნის შესაძლებლობებს წყლის, ნალექების, ნუტრიენტების და ორგანიზმების მუდმივი შერევით.
გარეთა ფერდობი ღია ზღვის პირასაა, შედგება მარჯნის კირქვისაგან, დაფარული ცოცხალი კოროლებით და წყალმცენარეებით. ჩვეულებრივ შედგება მიდრეკილი პლატფორმა ქვედა ნაწილში და ზედა ზონაში სპურებისა და ღრუების ან ყვავიდან და არხებისგან. გარეთა ფერდობზე არის გვირგვინი, რომელზეც ზღვის დონიდან მაღლა იწევს ქედი, ხოლო მის უკან გადაჭიმულია შედარებით ბრტყელი კირქვიანი დაბლა - რიფი-ბინა. კრესტი არის ყველაზე აქტიური მარჯნის ზრდის ადგილი. რიფის ბინა იყოფა გარე, შიდა და ბლოკის დაგროვების ზონაში ან რემარტად (ცემენტირებული ბლოკების მყარი ლილვი ხევებით). რიფის შიდა ფერდობზე გადის ლაგუნას ძირში, სადაც წარმოიქმნება მარჯანი და ხამანწალა ქვიშა და თლილი დაგროვება და ინტრაგუნის რიფები.
ბიოლოგია
ცოცხალი მარჯანი არის პოლიპების კოლონიები, რომელზეც კირქვიანი ჩონჩხია. ჩვეულებრივ, ეს მცირე ორგანიზმებია, თუმცა ზოგი სახეობა 30 სმ-ს აღწევს. მარჯნის კოლონია შედგება მრავალი პოლიპისაგან, რომლებიც უკავშირდება კოლონიის საერთო სხეულს ქვედა ბოლოებით. კოლონიურ პოლიპებს არ აქვთ ერთადერთი.
რიფის წარმოქმნის პოლიპები ექსკლუზიურად ცხოვრობენ ევფოტიურ ზონაში 50 მ-მდე სიღრმეზე, თავად პოლიპებს არ აქვთ ფოტოსინთეზის უნარი, მაგრამ ისინი ცხოვრობენ წყალმცენარეების სიმბიოდინებით. ეს წყალმცენარეები ცხოვრობენ პოლიპის ქსოვილებში და წარმოქმნიან ორგანულ მკვებავ ნივთიერებებს. სიმბიოზის წყალობით, მარჯნები გაცილებით სწრაფად იზრდებიან სუფთა წყალში, სადაც უფრო მეტი სინათლე აღწევს. წყალმცენარეების გარეშე, ზრდა ძალიან ნელი იქნებოდა მსხვილი მარჯნის რიფებისთვის. მარჯნები იღებენ თავიანთი კვების 90% -მდე სიმბიოზის საშუალებით. გარდა ამისა, ითვლება, რომ ჟანგბადი, რომელიც შეიცავს წყალში დიდი ბარიერის რიფს, არ არის საკმარისი პოლიპების გასასუფთავებლად, ამიტომ წყალმცენარეების წარმოქმნის გარეშე ჟანგბადიდან, უმეტესობა მარჯანი დაიღუპება ჟანგბადის ნაკლებობისგან. ფრინინთეზის წარმოება მარჯნის რიფებზე აღწევს დღეში 5–20 გ / სმ² დღეში, რაც თითქმის 2 – ჯერ მეტია, ვიდრე მიმდებარე წყლებში ფიტოპლანქტონის პირველადი წარმოების მოცულობა.
რიფები იზრდება პოლიპების კირქვიანი ჩონჩხების დეპონირების გამო. ტალღები და ცხოველები, რომლებიც იკვებებიან პოლიპებით (სპონგრიტები, თუთიყუშის თევზი, ზღვის ნაყოფი), ანადგურებენ რიფის კირქტურ სტრუქტურას, რომელიც გადმოსცემულია რიფის გარშემო და ლაგუნას ძირში ქვიშის სახით. მრავალი სხვა რიფის ბიოცენოზის ორგანიზმი ხელს უწყობს კალციუმის კარბონატის იმავე გზით დეპონირებას. Coralline წყალმცენარეები აძლიერებს corals, ფორმირების კირქოვანი ქერქი ზედაპირზე.
მარჯნის ჯიშები
ზოგადად, რთული მარჯნები, რომლებიც ქმნიან რიფს, შეიძლება დაიყოს მსხვილფეხა რქოსანი მტვრევად (madrepor) და მასიური, კლდოვან (ტვინის და მენდრინის კოროლები). ფილიალიანი მარჯნები, როგორც წესი, გვხვდება არაღრმა და ბრტყელ ფსკერზე. ისინი შეღებილია ლურჯი, ღია იასამნისფერი, მეწამული, წითელი, ვარდისფერი, ღია მწვანე და ყვითელი. ზოგჯერ მწვერვალებს აქვთ კონტრასტული ფერი, მაგალითად, მწვანე ტოტები მეწამული დაპყრით.
ტვინის მარჯნებს შეუძლიათ 4 მეტრზე მეტ დიამეტრს მიაღწიონ. ისინი ფილიალთან შედარებით უფრო მეტ სიღრმეზე ცხოვრობენ. ტვინის მარჯნის ზედაპირი დაფარულია მეანდორული ბრეკებით. ყავისფერი უპირატესობას ანიჭებს ფერს, ზოგჯერ კომბინაციაში მწვანესთან. მკვრივი ფაიფები ქმნიან ერთგვარ თასს, რომლის საფუძველი მკვდარი მარჯნისაგან შედგება, ხოლო ცოცხალი პიჯაკები მდებარეობს კიდეებზე. კიდეები იზრდება, იზრდება სულ უფრო მეტი დიამეტრის თასი, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს 8 მ.-ს. ცოცხალი პორატიული კოლონიები შეღებილია ღია მეწამულში, პოლიპების საცეცები მომწვანო – ნაცრისფერია.
კუდის ბოლოში სოკოს ფორმის ცალკეული მარჯნები ზოგჯერ გვხვდება. მათი ქვედა ბინა ნაწილი snugly ჯდება ბოლოში, ხოლო ზედა შედგება ვერტიკალური ფირფიტები, რომლებიც გადახვეულია წრის ცენტრში. სოკოვანი მარჯანი, განსხვავებით განშტოებული და მასიური მძიმე კოროლისგან, რომლებიც კოლონიებია, არის დამოუკიდებელი ცოცხალი ორგანიზმი. თითოეულ ასეთ მარჯანში მხოლოდ ერთი პოლიპი ცხოვრობს, რომლის საცეცები 7.5 სმ სიგრძემდე აღწევს. სოკოს ფორმის მარჯანი შეღებილია მომწვანო და მოყავისფრო ფერებით. ფერწერა გრძელდება მაშინაც კი, როდესაც პოლიპი საცეცებში ხატავს.