Рифова їжа Еріка Борнемана

Стаття цього місяця суворо відрізняється від теми коралів і взагалі стосується коралових рифів. Я підготував багато питань на "Кораловому форумі" щодо годівлі коралів і провів бесіди для кількох груп з питань харчування коралів. Я планую обговорити це більш детально в наступних статтях, але вважаю, що огляд харчування для спільноти коралових рифів та акваріума коралових рифів буде корисним прологом для розробки більш повного уявлення про тему.

Кораловий риф є місцем як високої первинної продуктивності, так і споживання поживних речовин, при цьому велика кількість поживних речовин переробляється всередині громади. Протягом багатьох років коралові рифи вважалися «пустелями, бідними поживними речовинами». Насправді це не так. Було б дуже поганим припущенням уявити, що будь-яка багата на види спільнота не сильно залежить від поживних речовин. Хоча вимірювання водної товщини показує, що вона відносно позбавлена органічного та неорганічного розчиненого азоту, вуглецю та фосфору, а отже, «поживна речовина не має достатньої кількості», то в основному завдяки ефективності рифової спільноти такі водні умови досягаються. Води навколо коралових рифів багаті на поживні речовини у вигляді різних типів мікропланктону; вони значною мірою видаляються організмами коралових рифів. Слід зазначити, що більша частина планктону на коралових рифах виробляється і мешкає в межах рифу або сусідніх спільнот, і не надходить у нього у великій кількості відкритим океаном.

Адаптацією, яка дозволила до такого різноманіття, значною мірою є симбіоз тварин і рослин (водоростей та ціанобактерій) для ефективного використання обмежень один одного. Такі симбіози часто трапляються у губок, коралів, голообразних гілок, анемон, молюсків, гідроїдів, форамініферів та багатьох інших безхребетних, які складають значну частину загальної рифової спільноти. Ці організми не є автотрофами, яким би ефективним і суттєвим не був внесок їхніх симбіонтів, і їх потрібно годувати. Отже, що вони їдять?

Мешканці коралових рифів мають різноманітний раціон харчування, і більшість акваріумістів знайомі з часто дуже специфічними харчовими потребами деяких з цих тварин. Рухливі безхребетні можуть бути хижими, як риба. Інші є поглиначами матеріалу, що розкладається, або вони можуть бути "живильниками" за будь-якою кількістю механізмів. Деякі використовують численні методи засвоєння поживних речовин. Багато хто з сидячих безхребетних, що зазвичай утримуються в акваріумах, використовує як "годування фільтром" пасивними засобами, так і активний вилов здобичі. На різних ранніх етапах свого життя для харчування рифових організмів можуть знадобитися планктонні організми, і вони самі можуть бути планктонними в якусь частину свого життя. Деякі з цих тварин (і всі водорості) також здатні отримувати харчування за рахунок поглинання (або безпосереднього поглинання) розчинених органічних та неорганічних поживних речовин. Зазвичай рівні цих речовин на коралових рифах дуже низькі, і такі поживні речовини часто є обмежувальним аспектом зростання будь-якої форми життя. Через кількість видів, присутніх на коралових рифах, більшість джерел їжі часто є джерелом жорсткої конкуренції, навіть якщо не безпосередньо. Часто досить простої конкуренції за простір, щоб обмежити доступність поживних речовин.

Фітопланктон - це дрібні одноклітинні водорості або протисти, які дрейфують у товщі води. Їх може бути багато в коралових рифах і навколо них, і вони здатні поглинати велику кількість органічних та неорганічних поживних речовин. Коли умови належні, вони можуть розмножуватися дуже швидко, і ділянки з високим вмістом поживних речовин часто матимуть зеленуватий, червонуватий або коричнюватий відтінок та нижчу прозорість води, в основному внаслідок високої популяції фітопланктону. Деякі рифові тварини можуть харчуватися безпосередньо фітопланктоном; багато м’яких коралів, деякі губки, майже всі молюски, черв’яки, що заповнюють перо та інші фільтруючі живильники, використовують фітопланктон безпосередньо як джерело їжі. Дрібні тварини у товщі води, які називаються зоопланктоном, також використовують фітопланктон як джерело їжі. Для меншого зоопланктону основним джерелом їжі є фітопланктон та бактерії.

Зоопланктон буває різних розмірів. По-справжньому пелагічний зоопланктон становить переважну більшість зоопланктону в океані, але не на рифі, і в основному складається з колоноподібних колоноподібних і личинок багатьох морських організмів. Зоопланктон більший за фітопланктон і становить основний раціон багатьох морських і рифових організмів - від риби до коралів. Наприклад, кам'янисті корали значною мірою покладаються на захоплення зоопланктону, щоб задовольнити свої енергетичні потреби. Зоопланктон можна згрупувати за різними категоріями залежно від розміру, місцезнаходження, поведінки та інших характеристик. Більші пелагічні морські організми (наприклад, риби, медузи та інші) або ті, які не пов'язані з товщею води (бентосні тварини, такі як голкошкірі, ракоподібні, молюски та інші, також можуть бути здобиччю або їжею для різних організмів. На відміну від загальноприйнятої думки, існує багато дрібних донних ракоподібних, таких як деякі амфіподи, які не вважаються зоопланктоном, оскільки вони не мігрують у товщу води. Однак придонний зоопланктон або ті, що мають вертикальну міграцію з рифового бентосу у воду колона (як правило, вночі), переважно копеподи та мізиди, містить більшість зоопланктону, доступного кораловим рифам.

Тоді джерела їжі для коралових рифів значною мірою виробляються в океані. Бактерії, детрит, фітопланктон, зоопланктон, дрібна фауна дна, слиз та розчинений органічний та неорганічний матеріал різних типів та розмірів - ось що складає більшість продуктів харчування на коралових рифах.

Ми, як акваріумісти, забезпечуємо це?

Те, що ми пропонуємо і що забезпечується нашими акваріумами, надзвичайно обмежене як за якістю, так і за кількістю. Проте багатьох з нас турбують високі показники нітратів і фосфатів. В результаті багато акваріумістів вдаються до мінімальних годувань, намагаючись зберегти якість води, якою можна керувати. Що стосується акваріумів, які є закритими системами, ми не маємо розкоші мільярдів на незліченні мільярди галонів води, щоб розбавити і змити великі поживні речовини, а також ми маємо щедре біорізноманіття (здебільшого), яке підтримує "погана поживність" якість води коралового рифу. Натомість, коли наша вода тестує “високий” рівень поживних речовин, ми часто страждаємо від тих естетично небажаних організмів, які найбільш вміло використовують такі ресурси, як розчинений органічний та неорганічний матеріал; водорості та ціанобактерії.

Ниткоподібні, слиз, мазок та макроводорості дуже ефективно поглинають такий матеріал, і вони швидко ростуть. У більшості обставин мікроводорості та макроводорості, хоча і є дуже корисними в складі дерен для чищення дерну або невеликих водоростей у рифах, часто стають проблематичними, оскільки вони обганяють більш естетичні та, певним чином, функціонально бажані корові червоні водорості (коралін), корали та інших сидячих безхребетних. Однак слід зазначити, що ці організми також можуть бути здатними до значного поглинання поживних речовин. Бактерії та фітопланктон також надзвичайно вміють видаляти цей матеріал. Всі ці організми є досить цінними для наших рифових спільнот. Вони не тільки "очищають" воду за рахунок використання поживних речовин, але також є частиною корисної харчової мережі як на коралових рифах, так і в акваріумах.

Багато елементів вже різко недостатньо представлені в акваріумах не тільки через обмежені розміри та продуктивність середніх рифових акваріумів, але через неймовірно високу біозавантаження щодо водної маси, присутньої навіть у найбільш безплідному резервуарі. Я використав аналогію того, як розумне факсиміле справжнього природного біонавантаження можна було б сприймати як один дюймовий фрагмент коралу в олімпійському басейні з морською водою. Навіть той приклад щодо обсягу океану, ймовірно, "перезавантажений".

В результаті часто неприродно підвищеного рівня поживних речовин в акваріумах ми використовуємо ряд пристроїв для експорту поживних речовин, таких як фільтри, озонатори та скиммери для білка (фракціонери піни). Ми також схильні додавати ці пристрої, щоб уникнути або обмежити інший загальний механізм експорту поживних речовин - зміну води. На жаль, це серйозний і, можливо, шкідливий компроміс у багатьох відношеннях. Такі пристрої активно позбавляють товщі води самих бактерій, детриту, слизу та планктону, які існують, обмежуючи ефективність спільноти, яка перебуває в полоні, у справі з поживними речовинами і, навпаки, забезпечуючи джерелами їжі всередині харчової мережі. Коли товща води "позбавлена" продуктивних елементів, популяції фільтруючого живлення та хижих сидячих безхребетних порушуються, як і продуктивність субстратних спільнот - включаючи живу породу та живий пісок з пов'язаними з ними мікробними, рослинними та фауністичними компоненти. Однак, якщо ми не «очистимо» воду, ми можемо зіткнутися з проблемами поживних речовин і реагувати з обмеженим графіком годування. Це буквально Catch-22.

В акваріумах ми стикаємося з кількома реаліями. Наші популяції фітопланктону та зоопланктону, як правило, незначні або не існують у порівнянні із спільнотами коралових рифів. Ті, що існують, або швидко споживаються, не маючи шансів розмножитися, або їх швидко видаляють або вбивають насосами та фільтруючими пристроями або підвісними живильниками. Кораловий слиз, бактерії, детрит, личиночний бентос та інший "псуедо-планктон" можуть бути присутніми в розумній кількості, якби товща води не була позбавлена. З іншого боку, рівень розчинених органічних та неорганічних речовин часто набагато вищий, ніж у океані. Для чудового, детального аналізу відібраної акваріумної води зверніться до статті „Це (у воді) і вона все ще знаходиться у воді” Рона Шимека, доктора філософії. Навіть дуже добре доглянуті акваріуми, як правило, мають значно вищий рівень азоту та фосфору, ніж дикі спільноти. Хоча багато бажаних організмів можуть використовувати ці поживні речовини, рівні в більшості акваріумів дуже неприродні, і коралові рифи в таких умовах часто зменшуються або гинуть - процес, відомий як евтрофікація.

Саме відсутність їжі на основі водної товщі призводить до обмеженого успіху з утриманням деяких бажаних тварин, таких як криноїди, полум'яні гребінці, молюски, певні корали, губки, мохоподібні та багато інших безхребетних. Навіть симбіотичні (зооксантеллатні) корали страждають, незважаючи на багато очевидних довгострокових успіхів з цими тваринами. Однак статеве розмноження у коралів не є загальним явищем. Деякі з них можуть бути пов’язані з відсутністю належних нерестових сигналів (місячного світла, температури тощо), а деякі можуть бути пов’язані з невеликими розмірами коралів, які не мають достатньої площі, віку або щільності поліпів, щоб бути репродуктивно життєздатними . Однак гетеротрофне харчування, особливо для отримання азоту, є дуже важливим для розвитку статевих залоз, тоді як харчування, яке забезпечується симбіотичними водоростями (зооксантеллами), значною мірою використовується для їх метаболічних потреб та зростання за рахунок виробництва великої кількості вуглецю. Якби ми частіше годували наші корали та мали належні джерела їжі, не перебуваючи у напруженому середовищі з високим вмістом поживних речовин, чи бачили б ми більше нересту? Цілком можливо.

Чи можемо ми забезпечити достатньо їжі в акваріумі?

Що ми можемо зробити, щоб покращити ситуацію? Рішень багато. Один із способів - придбати планктонну сітку та виконати затягування планктону в океані. Однак це не варіант для тих, хто не має легкого доступу до моря - і це не дуже зручно. Тим не менш, я знайшов привід захопити сітку, повну планктону, під час поїздок на пляж, і тварини, яких знайдеш, просто захоплюють. Іншим способом забезпечення джерелами їжі є культивування планктону. Безумовно, можна розпочати виробництво періодичних культур планктону та/або замінників планктону. Культурні матеріали, як правило, прості, а різні водорості, коловертки, Артемія науплії, інфузорії, мізиди, Гаммарус, та ін. легко доступні та легко вирощуються. Ці джерела їжі є не лише поживними речовинами для рифових акваріумів, але вони можуть бути збагачені вітамінами, мінералами, мікроелементами, ліками, антиоксидантами тощо та використовуватись як біоносії таких речовин. Я вважаю, що культурні джерела їжі набагато цінніші як за часом, так і затратами, ніж багато інших продуктів та пристроїв, якими ми працюємо та використовуємо.

Використання нами «живого піску» надало ще один важливий внесок у джерела їжі. Ці райони є місцями розмноження багатьох черв’яків, ракоподібних, мікробів і водоростей, які згодом безпосередньо годують пастухів і хижаків або додають їжу у товщу води своїми личинками та гаметами. Крім того, дія піщаних та живих гірських порід як розкладачів та споживачів органічного та неорганічного матеріалу є неоціненною. Жива гірська порода також є важливим джерелом детриту та іншої рифової їжі. Ми також почали використовувати рефугію, невеликі ділянки або окремі резервуари, відокремлені від основного резервуару, але з'єднані з ним. Рефугія - це райони, де безперервні культури малої флори та фауни можна виробляти без вторгнення хижаків. Я вважаю, що рефугія є як захоплюючими підгрупами, так і дуже важливими для основної громади.

Насправді, я відчуваю, що найбільш корисним механізмом експорту поживних речовин є "старомодна" зміна води. Ця проста процедура не тільки виводить зайві поживні речовини та токсини, але також забезпечує більш збалансоване заміщення водних компонентів до базового рівня. Тим не менше, більшість "продуктів харчування", таких як планктон і тверді частинки, зберігаються у воді, що залишилася, продовжуючи існувати як безпосередня їжа, так і як відтворюючі рослини та тварини. Фільтруючі пристрої не такі щадні, оскільки вони знову і знову обробляють всю воду в резервуарі. Більшість акваріумістів бояться зміни води, але вони прості, ефективні та недорогі. Після повного кругообігу я виявив, що невеликі заміна води є меншою роботою, ніж те, що пов’язано з виконанням доповнень, закупівель та технічного обслуговування такої кількості продуктів та обладнання, що є на ринку. Крім того, я виявив, що зрілі, добре керовані різноманітні рифові громади є достатньо самодостатніми.

Слово поради та досвіду

Чи потрібно нам забезпечувати всю цю їжу?

Я особисто вважаю, що рифові акваріуми повинні бути процвітаючою спільнотою біорізноманіття, представником своїх диких колег, а не просто колекцією гарних екземплярів, що ростуть на охайних чистих скельних полицях, покритих фіолетовими кораліновими водоростями. Навмисне позбавляючи багатьох із цих тварин природних джерел їжі, я вважаю, що ми втрачаємо відповідальність, навіть якщо ми не витрачали гроші на їх придбання. Вечеря - щасливий час для всіх, а харчування - універсальна вимога для виживання. Можливо, нам ніколи не вдасться дублювати кораловий риф, але ми можемо наближатися все ближче і ближче, коли дізнаємось більше про замкнені системи та природні спільноти.

Деякі подальші читання

Ентоні, К.Р.Н. 1999. Коралова суспензія, що харчується дрібними твердими частинками. J. Exp Mar Biol Ecol 232: 85-106

Бак, Р.П.М. та ін. 1998. Бактеріальна суспензія, що живиться донними організмами коралових рифів. Mar Ecol Prog Ser 175: 285-288.

Bythell, J.C. 1990. Поглинання поживних речовин у коралах, що будують рифи Acropora palmata при природних концентраціях в навколишньому середовищі. Mar Ecol Prog Ser 68: 65-69.

Hamner, W.M., et al. 1988. Зоопланктон, планоїдні риби та водні течії на навітряній рифовій поверхні: Великий Бар’єрний риф, Австралія. Bull Mar Sci 42 (3): 459-479

Гамнер, В.М. та Карлтон, Дж. 1979. Рої копепод: атрибути та роль в екосистемах коралових рифів. Limnol Oceanogr 24 (1): 1-14.

Хетчер, Брюс Гордон. 1988. Основна продуктивність коралових рифів: жебрацький бенкет. ДЕРЕВО 3 (5): 106-111

Хетчер, Б. Г. 1997. Органічне виробництво та розкладання. В: Життя і смерть коралових рифів (Біркеланд, штат К., ред.) Чепмен і Холл, Нью-Йорк. 140-174.

Портер, Джеймс В., 1976. Автотрофія, гетеротрофія та порціонування ресурсів на коралах Карибського рифу. Amer Nat 110 (975): 731-742.

Sebens, Kenneth P. 1997. Захоплення зоопланктону рифовими коралами: корали - це не рослини! Зустріч рифів 21: 10-15

Сорокін, Ю.І. 1995. Середовища рифів. В: Екологія коралових рифів: Екологічні дослідження Вип. 102 (Heldmaier, G. et al., Ed.). Springer Verlag, Берлін: 34-72.

Сорокін, Ю.І. 1995. Планктон у водах коралових рифів. В: Екологія коралових рифів: Екологічні дослідження Вип. 102 (Heldmaier, G. et al., Ed.). Springer Verlag, Берлін: 73-126.

Сорокін, Ю.І. 1973. Трофічна роль бактерій в екосистемі коралового рифу. Nature 242: 415-417.

Wilkinson, Clive R. 1986. Харчовий спектр бентосу коралових рифів; або губкою один одного на вечерю. Океан 29 (2): 68-75.

Уілкінсон, Клайв Р. та ін. 1988. Харчовий спектр тварин з фотосинтезуючими симбіонтами - коралами та губками. Proc 6th Int Coral Reef Symp 3: 27-30.