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垂直遷徙時間說明了捕食者壓力在海洋暮光區的重要性

垂直遷徙時間說明了捕食者壓力在海洋暮光區的重要性

到了晚上,許多魚,貝類,鱿魚和各種生物離開這個奇怪的地方遊到海裡。黎明時分,它們傳回更深的水域。MBARI進階科學家BenNotte和特拉華大學海洋科學與政策學院院長Mark Moline的新探索使用自主先進力學和聲學創新來分析生物發育。他們的發現揭示了為什麼偏遠的海洋生物每天晚上都會移動。

黃昏和黎明引導着地表和暮光區之間生物的發展 - 一層200至1,000米(660至3,300英尺)深的水層,研究人員稱之為中帶。每天傍晚,夕陽開始地球上最大的運動。移動的生物,所有因素和分類的群體從黃昏區域遊到靠近表面的淺水區。黎明時分,他們回到了深淵。

這種奇迹被稱為晝夜垂直遷徙,被認為是由于在遠離視覺獵人的同時照顧能量豐富的地表水所需的競争。偏遠的海洋生物白天停留在更深的水域,以避開魚類,鲑魚和海鳥等獵人,這些獵人很快就會看到他們的獵物。這種厚厚的生物群通常被稱為深層分散層。夜晚承載着朦胧的代價,是以這些生物可以在遠離獵人視線的同時,在靠近地表的地方吞噬豐富的食物。日落時分,深層擴散上升數米并蔓延。

準确觀察人們何時遷徙,使研究人員能夠測試關于生物體為什麼在水中遷徙的猜測。

"我們的意思是這是一個'深刻的耗散層',但它不是一個層,它是人們做各種事情并決定選擇的集合,是以我們可以選擇測試這些選擇,看看為什麼生物體會做出它們,"Benoit Byrd說。他在《鷹嘴豆泥與海洋學》雜志上發表了另一篇關于垂直遷徙環境的論文。

由于遠洋生物的發育發生在短時間内,通常是一個小時或更短的時間,包括日落和第一縷光,移動環境中的觀測對比确實證明了這一點。大多數考慮深耗散層發展的裝置區分了針對人口和網絡的設計,而不是針對人類的設計,是以很難了解為什麼遙遠的海洋生物接受它們的遠距離種族運動。

"當我們從船上看到這個時,我們隻看到很多生物。我們看到的是一個次元,而不是一個人或它的鄰居,而不是它如何根據他們目前的處境發展。然而,經過調整的自主潛水器(AUV)已成為一種基本裝置,可以精确地揭示生物開始從遙遠的海洋攀爬時的微妙之處。

垂直遷徙時間說明了捕食者壓力在海洋暮光區的重要性

黃昏時分,磷蝦和許多不同的生物從海洋深處陌生的地方遷移到地表,顯然是利用日落前沿的優勢,從淺水區豐富的食物中受益。

基于船舶的聲學架構距離深耗散層400至500米(約1,300至1,600英尺)。通過将這些聲納架構調整到多功能自動化階段,Benoit鳥類和Maureen可以更接近耗散層,完全接近以确定該生物是人類,而不是簡單地進行分類。"這與我們試圖從太空中看到一群鳥非常相似,現在我們坐在一架飛機上,離它們很近,"Benoit Byrd說。"它們都是有價值的想法,但它們是完全不同的。

深海Remus回波探測器(DOR-E)水下機器人攜帶兩個分軸回波探測器,可以達到600米(約2,000英尺)的深度。通過對AUV進行程式設計以在幾層沉默中遊泳,分析師可以收集聲納資訊以識别奇怪的生物并跟蹤跳入層中追逐的獵人。AUV的20小時電池壽命意味着它可以記錄幾乎一整天的聲學資料,幫助專家了解海洋生物的日常周期和實踐。

Benoit Bird最近使用這種經過改造的水下機器人來識别深耗散層中的離散生物聚集體或"群"。基于這些對該層内部結構的潛在估計,科學家們發現,這些生物群在日落時分遷移到較淺的水域時保持了智慧。在這項新研究中,Benoit和Maureen需要研究在向上遷移的情況下影響品種的因素。為此,他們向南加州聖卡塔琳娜盆地的水域發送了DOR-E水下機器人。

"他們的發展不僅僅是預先修改的'我上去'和'我下去',"Benoit Byrd澄清說,每天晚上都有更微妙的選擇,令人驚訝的是每分鐘,這取決于他們的饑餓和危險程度。"

通過觀察黃昏後不久的中遊色散層,分析師可以選擇注意到大量單個目标從該層上升。通過研究這些聲學資訊,Benoit Bird和Maureen發現,較溫和的生物比較大的生物更早開始遷移到較淺的水域,而遊泳速度更快的生物比更脆弱的遊泳者移動得更快。

這些發現支援了一般理論,即晝夜垂直遷移調整了地表水中護理的權衡,并降低了對視覺獵人的開放性。

更大,更有效,更引人注目的生物應該投入更多的精力使它們深沉和朦胧,而更溫和的生物應該比它們明顯的夥伴更早地上升到更淺的水域。事實上,Benoit Bird和Moline發現,聖卡塔琳娜盆地中最小的生物在黃昏前20分鐘開始垂直攀爬,而最大的生物在黃昏後80分鐘開始重新定位。

垂直遷徙時間說明了捕食者壓力在海洋暮光區的重要性

使用特殊的自主潛水器(AUV),分析師可以選擇觀察遙遠的海洋生物,因為它們開始從黃昏區域到水面的可怕運動。了解這種大型遷徙環境是了解為什麼海洋生物在深海面和海面之間移動的基礎。

此外,生物體的遊泳能力會影響它們垂直向水面移動的環境。總的來說,鱿魚很快就離開了暮光區,魚緊随其後,然後,在那一刻,斯坎旺格。鱿魚是快速遊泳者,适合在受損時在溪流中遊泳。他們最好準備好避開獵人,而不是魚或貝類,是以他們很快就能克服爬到水面的困難。

無論如何,分析人士對這場運動的力量感到驚訝。"我們發現最吸引人的事情是,當獵人靠近時,這些生物可以改變它們的位置。

Grampus griseus是重要的鱿魚獵人,它們的存在使鱿魚保持深度而不是移動。由于鱿魚有被自己吃掉的危險,它們偶爾會給自己一個機會來照顧一天中的大部分時間。

當Reso海豚接近時,鱿魚群的向上發育明顯延遲,并在40分鐘後離開了中間水層。它們移動的延遲減少了鱿魚在水面上花費的時間,并降低了它們潛在的清除益處。Reso海豚的存在并沒有對魚類或石斑魚的崛起産生重大影響,這些魚類或石斑魚不屬于海豚的飲食。

"垂直遷移一直被認為是将這些生物呈現給視覺獵人的一種方式,但視覺獵人很難做到這一點,"Benoit Byrd說。"。深海豚通過強壯而不是視力來追逐獵物。它們立即傳輸聲音,并調整到附近跳過食物的回聲。"RISSO海豚不會在視覺上追逐鱿魚,是以我們需要考慮更多的因素。

晝夜的垂直運動有效地影響了從海面到海底的海洋環境。它通過将靠近海面的成熟水域連接配接到海底深處,形成了一個遙遠的海洋食物網絡。它絕不是碳循環的基本組成部分,而是為遙遠海洋中碳儲存提供載體。"這是一條有機運輸路線,是能源和碳流經海洋的重要途徑。考慮到這種巨大的遷徙是最終了解海洋福祉和我們不斷變化的環境的基礎。

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