Tiefseefisch - Deep sea fish

Buckel-Seeteufel

Tiefseefische sind Tiere, die in der Dunkelheit unterhalb des sonnenbeschienenen Oberflächenwassers leben, also unterhalb der epilagischen oder photischen Zone des Meeres . Der Laternenfisch ist mit Abstand der häufigste Tiefseefisch. Andere Tiefseefische sind der Taschenlampenfisch , der Ausstecherhai , der Borstenmaul , der Seeteufel , der Viperfisch und einige Aalarten .

Nur etwa 2% der bekannten Meeresarten bewohnen die pelagische Umgebung. Dies bedeutet, dass sie im Gegensatz zu den benthischen Organismen, die im oder auf dem Meeresboden leben, in der Wassersäule leben. Tiefseeorganismen bewohnen im Allgemeinen bathypelagische (1000–4000 m tief) und abyssopelagische (4000–6000 m tief) Zonen. Aber auch in der mesopelagischen (200–1000m tiefen) Zone lassen sich Merkmale von Tiefseeorganismen wie Biolumineszenz erkennen . Die mesopelagische Zone ist die disphotische Zone, was bedeutet, dass das Licht dort minimal, aber immer noch messbar ist. Die Sauerstoffminimumschicht existiert je nach Ort im Ozean zwischen 700m und 1000m Tiefe. In diesem Bereich sind auch die Nährstoffe am häufigsten. Die bathypelagischen und abyssopelagischen Zonen sind aphotisch , das heißt, in diesen Bereich des Ozeans dringt kein Licht ein. Diese Zonen machen etwa 75 % des bewohnbaren Ozeanraums aus.

Die epilagische Zone (0–200m) ist der Bereich, in dem Licht in das Wasser eindringt und Photosynthese stattfindet. Dies wird auch als photische Zone bezeichnet. Da sich diese typischerweise nur wenige hundert Meter unter Wasser erstreckt, liegt die Tiefsee, etwa 90 % des Ozeanvolumens, im Dunkeln. Die Tiefsee ist auch eine äußerst lebensfeindliche Umgebung mit Temperaturen, die selten 3 ° C (37,4 ° F) überschreiten und bis auf -1,8 ° C (28,76 ° F) fallen (mit Ausnahme von hydrothermalen Schlot-Ökosystemen, die 350 ° C überschreiten können). C oder 662 °F), niedrige Sauerstoffwerte und Drücke zwischen 20 und 1.000 Atmosphären (zwischen 2 und 100 Megapascal ).

Umfeld

Maßstabsdiagramm der Schichten der pelagischen Zone

In der Tiefsee erstrecken sich die Gewässer weit unter die epilagische Zone und beherbergen sehr unterschiedliche Arten von pelagischen Fischen, die an das Leben in diesen tieferen Zonen angepasst sind. In tiefen Gewässern ist Meeresschnee ein kontinuierlicher Schauer von meist organischem Detritus , der aus den oberen Schichten der Wassersäule fällt. Sein Ursprung liegt in Aktivitäten innerhalb der produktiven Photozone . Meeresschnee umfasst totes oder sterbendes Plankton , Protisten ( Diatomeen ), Fäkalien, Sand, Ruß und anderen anorganischen Staub. Die "Schneeflocken" wachsen im Laufe der Zeit und können mehrere Zentimeter im Durchmesser erreichen und reisen wochenlang, bevor sie den Meeresboden erreichen. Die meisten organischen Bestandteile des Meeresschnees werden jedoch von Mikroben , Zooplankton und anderen filterfressenden Tieren innerhalb der ersten 1.000 Meter ihrer Reise, dh innerhalb der epilagischen Zone, verbraucht . Auf diese Weise kann Meeresschnee als die Grundlage mesopelagischer und benthischer Tiefseeökosysteme angesehen werden : Da das Sonnenlicht sie nicht erreichen kann, sind Tiefseeorganismen stark auf Meeresschnee als Energiequelle angewiesen. Da es in der Tiefsee kein Licht gibt (aphotisch), fehlt es an Primärproduzenten. Daher verlassen sich die meisten Organismen in der bathypelagischen Region auf den Meeresschnee aus Regionen, die höher in der vertikalen Spalte liegen.

Einige pelagische Tiefseegruppen, wie die Familien der Laternenfische , Ridgeheads , Meeresbeilfische und Leichtfische werden manchmal als pseudozeanisch bezeichnet, da sie im offenen Wasser nicht gleichmäßig verteilt sind, sondern in deutlich höheren Häufigkeiten um strukturelle Oasen herum vorkommen, insbesondere auf Seebergen und darüber hinaus kontinentale Hänge . Erklärt wird das Phänomen durch die ebenfalls reichlich vorhandene Beutetierart, die ebenfalls von den Bauwerken angezogen wird.

Der hydrostatische Druck erhöht sich pro 10 m Tiefe um 1 Atmosphäre. Tiefsee-Organismen haben in ihrem Körper den gleichen Druck, der von außen auf sie ausgeübt wird, damit sie durch den extremen Druck nicht zerquetscht werden. Ihr hoher Innendruck führt jedoch zu einer verringerten Fluidität ihrer Membranen, da Moleküle zusammengedrückt werden. Die Fluidität in Zellmembranen erhöht die Effizienz biologischer Funktionen, vor allem die Produktion von Proteinen, daher haben sich Organismen an diesen Umstand angepasst, indem sie den Anteil an ungesättigten Fettsäuren in den Lipiden der Zellmembranen erhöht haben Organismen haben ein anderes Gleichgewicht zwischen ihren Stoffwechselreaktionen entwickelt als die Organismen, die in der epilagischen Zone leben. David Wharton, Autor von Life at the Limits: Organisms in Extreme Environments , stellt fest: "Biochemische Reaktionen werden von Volumenänderungen begleitet. Wenn eine Reaktion zu einer Volumenzunahme führt, wird sie durch Druck gehemmt, während, wenn sie mit eine Verringerung des Volumens, wird es verstärkt". Das bedeutet, dass ihre Stoffwechselprozesse letztendlich das Volumen des Organismus bis zu einem gewissen Grad verringern müssen.

Menschen begegnen Rüschenhaien selten lebend, daher stellen sie keine Gefahr dar (obwohl Wissenschaftler sich bei der Untersuchung ihrer Zähne versehentlich geschnitten haben).

Die meisten Fische, die sich in dieser rauen Umgebung entwickelt haben, sind nicht in der Lage, unter Laborbedingungen zu überleben, und Versuche, sie in Gefangenschaft zu halten, haben zu ihrem Tod geführt. Tiefseeorganismen enthalten gasgefüllte Räume (Vakuolen). Gas wird unter hohem Druck komprimiert und dehnt sich unter niedrigem Druck aus. Aus diesem Grund ist bekannt, dass diese Organismen explodieren, wenn sie an die Oberfläche kommen.

Eigenschaften

Ein kommentiertes Diagramm der grundlegenden äußeren Merkmale eines Abyssal-Grenadiers und Standardlängenmessungen.
Nashorn atlantica
Gigantactis ist ein Tiefseefisch mit einer Rückenflosse, deren erster Faden sehr lang geworden ist und der mit einem biolumineszenten Photophor- Köder bestückt ist .
Pelikan-Aal
Großaugenthunfische fahren nachts durch die epilagische Zone und tagsüber durch die mesopelagische Zone

Die Fische der Tiefsee haben verschiedene Anpassungen entwickelt, um in dieser Region zu überleben. Da viele dieser Fische in Regionen leben, in denen es keine natürliche Beleuchtung gibt , können sie sich nicht allein auf ihr Sehvermögen verlassen, um Beute und Partner zu finden und Raubtiere zu vermeiden; Tiefseefische haben sich entsprechend der extremen subphotischen Region, in der sie leben, entwickelt. Viele dieser Organismen sind blind und verlassen sich auf ihre anderen Sinne, wie z. Diejenigen, die nicht blind sind, haben große und empfindliche Augen, die biolumineszierendes Licht verwenden können. Diese Augen können bis zu 100-mal lichtempfindlicher sein als das menschliche Auge. Rhodopsin (Rh1) ist ein Protein, das in den Stäbchenzellen des Auges vorkommt und Tieren hilft, bei schwachem Licht zu sehen. Während die meisten Wirbeltiere normalerweise ein Rh1-Opsin-Gen haben, haben einige Tiefseefische mehrere Rh1-Gene und eine Art, die Silberstachelflosse ( Diretmus argenteus ), hat 38. Diese Vermehrung von Rh1-Genen kann Tiefseefischen helfen, in den Tiefen des Meeres zu sehen der Ozean. Um Prädation zu vermeiden, sind viele Arten dunkel, um sich in ihre Umgebung einzufügen.

Viele Tiefseefische sind biolumineszent , mit extrem großen Augen, die an die Dunkelheit angepasst sind. Biolumineszierende Organismen sind in der Lage, Licht biologisch durch die Bewegung von Luciferinmolekülen zu erzeugen, die dann Licht erzeugen. Dieser Vorgang muss in Gegenwart von Sauerstoff durchgeführt werden. Diese Organismen sind in der mesopelagischen Region und darunter (200m und darunter) verbreitet. Mehr als 50 % der Tiefseefische sowie einige Garnelen- und Tintenfischarten sind zur Biolumineszenz fähig. Ungefähr 80% dieser Organismen haben Photophoren – lichterzeugende Drüsenzellen, die leuchtende Bakterien enthalten, die von dunklen Farben umgeben sind. Einige dieser Photophoren enthalten Linsen, ähnlich denen in den Augen des Menschen, die die Lichtausstrahlung verstärken oder abschwächen können. Die Fähigkeit, Licht zu erzeugen, benötigt nur 1% der Energie des Organismus und hat viele Zwecke: Es dient der Nahrungssuche und der Anlockung von Beute, wie dem Seeteufel; beanspruchen Territorium durch Patrouille; kommunizieren und einen Partner finden und Raubtiere ablenken oder vorübergehend blenden, um zu entkommen. Auch im Mesopelagischen, wo noch etwas Licht eindringt, tarnen sich einige Organismen vor Raubtieren unter ihnen, indem sie ihre Bäuche entsprechend der Farbe und Intensität des Lichts von oben beleuchten, damit kein Schatten geworfen wird. Diese Taktik wird als Gegenbeleuchtung bezeichnet.

Der Lebenszyklus von Tiefseefischen kann ausschließlich tiefes Wasser sein, obwohl einige Arten in flacheren Gewässern geboren werden und nach der Reifung sinken. Unabhängig von der Tiefe, in der sich Eier und Larven befinden, sind sie typischerweise pelagisch. Dieser planktonische – treibende – Lebensstil erfordert neutralen Auftrieb. Um dies zu erhalten, enthalten die Eier und Larven oft Öltröpfchen in ihrem Plasma. Wenn diese Organismen in ihrem voll ausgereiften Zustand sind, brauchen sie andere Anpassungen, um ihre Position in der Wassersäule zu halten. Im Allgemeinen verursacht die Dichte des Wassers Auftrieb – der Aspekt des Auftriebs, der Organismen zum Schweben bringt. Um dem entgegenzuwirken, muss die Dichte eines Organismus größer sein als die des umgebenden Wassers. Die meisten tierischen Gewebe sind dichter als Wasser, daher müssen sie ein Gleichgewicht finden, damit sie schwimmen. alle Organismen entwickeln Schwimmblasen (Gashöhlen), um über Wasser zu bleiben, aber aufgrund des hohen Drucks ihrer Umgebung haben Tiefseefische dieses Organ normalerweise nicht. Stattdessen weisen sie tragflügelähnliche Strukturen auf, um hydrodynamischen Auftrieb bereitzustellen. Es wurde auch festgestellt, dass je tiefer ein Fisch lebt, desto geleeartiger sein Fleisch und desto minimaler seine Knochenstruktur. Sie reduzieren ihre Gewebedichte durch hohen Fettgehalt, Reduzierung des Skelettgewichts – erreicht durch Reduzierung von Größe, Dicke und Mineralstoffgehalt – und Wasseransammlung macht sie langsamer und weniger agil als Oberflächenfische.

Aufgrund der geringen Menge an photosynthetischem Licht, die Tiefseeumgebungen erreicht, sind die meisten Fische auf das Absinken organischer Stoffe aus höheren Ebenen oder in seltenen Fällen auf hydrothermale Quellen zur Nährstoffversorgung angewiesen . Dies macht die Tiefsee viel produktiver als flachere Regionen. Auch Tiere in der pelagischen Umgebung sind spärlich und Nahrung kommt nicht häufig. Aus diesem Grund brauchen Organismen Anpassungen, die ihnen das Überleben ermöglichen. Einige haben lange Fühler, die ihnen helfen, Beute zu lokalisieren oder Partner in der pechschwarzen Tiefe des Ozeans anzuziehen. Vor allem der Tiefsee-Seeteufel hat eine lange angelrutenartige Anpassung, die aus seinem Gesicht herausragt, an deren Ende sich ein biolumineszierendes Hautstück befindet, das sich wie ein Wurm windet, um seine Beute anzulocken. Einige müssen andere Fische konsumieren, die gleich groß oder größer sind als sie, und sie müssen angepasst werden, um sie effizient zu verdauen. Große scharfe Zähne, aufklappbare Kiefer, unverhältnismäßig große Münder und dehnbare Körper sind einige der Eigenschaften, die Tiefseefische für diesen Zweck haben. Der Gulperaal ist ein Beispiel für einen Organismus, der diese Eigenschaften aufweist.

Fische in den verschiedenen pelagischen und benthischen Tiefwasserzonen sind physisch strukturiert und verhalten sich deutlich voneinander unterscheiden. Gruppen koexistierender Arten innerhalb jeder Zone scheinen alle auf ähnliche Weise zu funktionieren, wie die kleinen mesopelagischen vertikal wandernden Planktonfresser, die bathypelagischen Seeteufel und die benthischen Tiefsee- Rattenschwanz .

Strahlenflossenarten mit stacheligen Flossen sind unter Tiefseefischen selten, was darauf hindeutet, dass Tiefseefische uralt und so gut an ihre Umgebung angepasst sind, dass Invasionen durch modernere Fische erfolglos waren. Die wenigen existierenden Rochenflossen befinden sich hauptsächlich in den Beryciformes und Lampriformes , die ebenfalls alte Formen sind. Die meisten pelagischen Tiefseefische gehören zu ihren eigenen Ordnungen, was auf eine lange Evolution in Tiefseeumgebungen hindeutet. Im Gegensatz dazu befinden sich benthische Tiefwasserarten in einer Reihenfolge, die viele verwandte Flachwasserfische umfasst.

Mesopelagischer Fisch

Mesopelagischer Fisch
Die meisten mesopelagischen Fische sind kleine Filtrierer, die nachts aufsteigen, um in den nährstoffreichen Gewässern der epilagischen Zone zu fressen. Tagsüber kehren sie in die dunklen, kalten, sauerstoffarmen Gewässer des Mesopelagischen zurück, wo sie relativ sicher vor Raubtieren sind. Lanternfish Konto für so viel wie 65 Prozent aller Tiefseefischbiomasse und weitgehend verantwortlich für die sind tief Streuschicht der Ozeane der Welt.
Die meisten anderen mesopelagischen Fische sind Raubtiere aus dem Hinterhalt, wie dieser Säbelzahnfisch, der mit seinen teleskopischen, nach oben gerichteten Augen Beute ausfindig macht, die sich gegen die Dunkelheit über ihnen abhebt . Ihre zurückgebogenen Zähne verhindern, dass ein gefangener Fisch zurückweicht.
Der Antarktische Seehecht hat große, nach oben gerichtete Augen, die geeignet sind, die Silhouetten von Beutefischen zu erkennen
Das Laufauge hat tonnenförmige, röhrenförmige Ösen, die generell nach oben gerichtet sind, aber nach vorne geschwenkt werden können
Der Teleskopfisch hat große, nach vorne gerichtete Teleskopaugen mit großen Linsen

Unterhalb der epilagischen Zone ändern sich die Bedingungen schnell. Zwischen 200 Metern und etwa 1000 Metern verblasst das Licht weiter, bis es fast kein Licht mehr gibt. Die Temperaturen fallen durch eine Thermokline auf Temperaturen zwischen 3,9 °C (39 °F) und 7,8 °C (46 °F). Dies ist die Dämmerungs- oder mesopelagische Zone. Der Druck steigt weiter an, mit einer Geschwindigkeit von einer Atmosphäre alle 10 Meter, während die Nährstoffkonzentrationen zusammen mit dem gelösten Sauerstoff und der Geschwindigkeit, mit der das Wasser zirkuliert, sinken."

Sonarbetreiber, die die neu entwickelte Sonartechnologie während des Zweiten Weltkriegs verwendeten, waren verwirrt über einen scheinbar falschen Meeresboden, der tagsüber 300 bis 500 Meter tief und nachts weniger tief war. Es stellte sich heraus, dass dies auf Millionen von Meeresorganismen, insbesondere kleine mesopelagische Fische, mit Schwimmblasen zurückzuführen war, die das Sonar reflektierten. Diese Organismen wandern in der Abenddämmerung in flacheres Wasser, um sich von Plankton zu ernähren. Die Schicht ist tiefer, wenn der Mond draußen ist, und kann flacher werden, wenn Wolken über den Mond ziehen. Dieses Phänomen ist als tiefe Streuschicht bekannt .

Die meisten mesopelagischen Fische machen tägliche vertikale Wanderungen , bewegen sich nachts in die epilagische Zone, oft nach ähnlichen Wanderungen von Zooplankton, und kehren tagsüber zur Sicherheit in die Tiefe zurück. Diese vertikalen Wanderungen treten oft über große vertikale Distanzen auf und werden mit Hilfe einer Schwimmblase durchgeführt . Die Schwimmblase wird aufgeblasen, wenn sich der Fisch nach oben bewegen möchte, was aufgrund der hohen Drücke in der messoplegischen Zone viel Energie erfordert. Wenn der Fisch aufsteigt, muss sich der Druck in der Schwimmblase anpassen, damit sie nicht platzt. Wenn der Fisch wieder in die Tiefe will, wird die Schwimmblase entleert. Einige mesopelagische Fische wandern täglich durch die Thermokline , wo sich die Temperatur zwischen 10 °C und 20 °C ändert und somit erhebliche Toleranzen für Temperaturänderungen aufweisen.

Diese Fische haben muskulöse Körper, verknöcherte Knochen, Schuppen, gut entwickelte Kiemen und zentrales Nervensystem sowie große Herzen und Nieren. Mesopelagische Planktonfresser haben kleine Münder mit feinen Kiemenrechen , während die Fischfresser größere Münder und gröbere Kiemenrechen haben.

Mesopelagische Fische sind an ein aktives Leben bei schlechten Lichtverhältnissen angepasst. Die meisten von ihnen sind visuelle Raubtiere mit großen Augen. Einige der Tiefseefische haben röhrenförmige Augen mit großen Linsen und nur Stäbchenzellen, die nach oben schauen. Diese geben binokulares Sehen und eine große Empfindlichkeit gegenüber kleinen Lichtsignalen. Diese Anpassung bietet eine verbesserte terminale Sicht auf Kosten der seitlichen Sicht und ermöglicht es dem Raubtier, Tintenfische , Tintenfische und kleinere Fische zu erkennen, die sich gegen die Dunkelheit über ihnen abheben.

Mesopelagische Fische haben normalerweise keine Abwehrstacheln und verwenden Farbe, um sich vor anderen Fischen zu tarnen . Hinterhalt-Raubtiere sind dunkel, schwarz oder rot. Da die längeren roten Wellenlängen des Lichts die Tiefsee nicht erreichen, funktioniert Rot effektiv wie Schwarz. Migrationsformen verwenden gegenläufige silbrige Farben. Auf ihren Bäuchen zeigen sie oft Photophoren , die minderwertiges Licht erzeugen. Für einen Räuber von unten, der nach oben schaut, tarnt diese Biolumineszenz die Silhouette des Fisches. Einige dieser Raubtiere haben jedoch gelbe Linsen, die das (rote Mangel-) Umgebungslicht filtern und die Biolumineszenz sichtbar lassen.

Der Brownsnout Spookfish , eine Art von Barreleye , ist das einzige bekannte Wirbeltier, das einen Spiegel anstelle einer Linse verwendet, um ein Bild in seinen Augen zu fokussieren.

Probenahme über tiefe Schleppen zeigt an, dass lanternfish Konto für nicht weniger als 65% aller Tiefseefischbiomasse . Tatsächlich gehören Laternenfische zu den am weitesten verbreiteten, bevölkerungsreichsten und vielfältigsten aller Wirbeltiere und spielen eine wichtige ökologische Rolle als Beute für größere Organismen. Die geschätzte globale Biomasse von Laternenfischen beträgt 550 - 660 Millionen Tonnen , ein Vielfaches der gesamten Weltfischerei. Laternenfische machen auch einen Großteil der Biomasse aus, die für die tiefe Streuschicht der Weltmeere verantwortlich ist.

Großaugenthun ist eine epipelagische/mesopelagische Art, die andere Fische frisst. Satelliten-Tagging hat gezeigt, dass Großaugenthun tagsüber oft längere Zeit tief unter der Oberfläche kreuzt und manchmal bis zu 500 Meter tief taucht. Es wird angenommen, dass diese Bewegungen eine Reaktion auf die vertikalen Wanderungen von Beuteorganismen in der tiefen Streuschicht sind .

  • Der Ampelkiefer hat einen Unterkiefer, der ein Viertel so lang wie sein Körper ist. Der Kiefer hat keinen Boden und wird nur durch ein Scharnier und einen modifizierten Zungenknochen befestigt. Auf große fangzähneartige Zähne im Vorderteil folgen viele kleine Widerhakenzähne.

  • Der Ampelkiefer ist auch einer der wenigen Fische, die rote Biolumineszenz produzieren . Da die meisten ihrer Beutetiere rotes Licht nicht wahrnehmen können, können sie mit einem im Wesentlichen unsichtbaren Lichtstrahl jagen.

  • Langschnäuziger Lanzettfisch . Lancetfish sind Raubtiere aus dem Hinterhalt, die ihre ganze Zeit in der mesopelagischen Zone verbringen. Sie gehören zu den größten mesopelagischen Fischen (bis 2 Meter).

  • Der Dolchzahn lähmt andere mesopelagische Fische, wenn er sie mit seinen dolchartigen Zähnen beißt

Bathypelagischer Fisch

Bathypelagischer Fisch
Der Buckel-Seeteufel ist ein bathypelagischer Hinterhalt-Raubtier, der Beute mit einem biolumineszenten Köder anlockt. Es kann Beute aufnehmen, die größer ist als es selbst, die es mit einem Wasserstoß schluckt, wenn es sein Maul öffnet.
Viele Bristlemouth- Arten, wie der oben genannte "Spark Anglemouth", sind auch bathypelagische Hinterhaltsräuber, die Beutetiere verschlucken können, die größer sind als sie selbst. Sie gehören zu den am häufigsten vorkommenden Wirbeltierfamilien.
Junge, rote, schlaffe Walfische machen nächtliche vertikale Wanderungen in die untere mesopelagische Zone, um sich von Copepoden zu ernähren . Wenn Männchen den Übergang zu Erwachsenen vollziehen, entwickeln sie eine massive Leber, und dann verschmelzen ihre Kiefer. Sie essen nicht mehr, sondern bauen die in ihrer Leber gespeicherte Energie weiter ab.
Der Viperfisch der Sloane kann nächtliche Wanderungen von bathypelagischen Tiefen bis in die Nähe von Oberflächengewässern unternehmen.
Der weit verbreitete Fangzahn hat im Verhältnis zur Körpergröße die größten Zähne aller Fische. Trotz ihres wilden Aussehens sind bathypelagische Fische normalerweise schwach bemuskelt und zu klein, um eine Bedrohung für den Menschen darzustellen.

Unterhalb der mesopelagischen Zone ist es stockdunkel. Dies ist die Mitternachtszone (oder bathypelagische Zone ), die sich von 1000 Metern bis zur benthischen Tiefwasserzone erstreckt . Wenn das Wasser außergewöhnlich tief ist, wird die pelagische Zone unter 4000 Metern manchmal als untere Mitternacht (oder abyssopelagische Zone ) bezeichnet. Die Temperaturen in dieser Zone reichen von 1 bis 4 Grad Celsius und sind völlig aphotisch.

Die Bedingungen sind in diesen Zonen einigermaßen einheitlich; die Dunkelheit ist vollständig, der Druck ist erdrückend und die Temperaturen, Nährstoffe und der Gehalt an gelöstem Sauerstoff sind niedrig.

Bathypelagische Fische haben spezielle Anpassungen , um mit diesen Bedingungen fertig zu werden – sie haben einen langsamen Stoffwechsel und eine unspezialisierte Ernährung und sind bereit, alles zu fressen, was auf sie zukommt. Sie sitzen lieber da und warten auf Nahrung, anstatt Energie für die Suche danach zu verschwenden. Das Verhalten von bathypelagischen Fischen kann dem Verhalten mesopelagischer Fische gegenübergestellt werden. Mesopelagische Fische sind oft sehr mobil, während bathypelagische Fische fast alle Raubtiere sind, die normalerweise nur wenig Energie in Bewegung verbrauchen.

Die vorherrschenden bathypelagischen Fische sind kleine Borstenmaulfische und Seeteufel ; Fangzahn , Viperfisch , Dolchzahn und Barracudina sind ebenfalls üblich. Diese Fische sind klein, viele etwa 10 Zentimeter lang und nicht viele länger als 25 cm. Sie verbringen die meiste Zeit damit, geduldig in der Wassersäule darauf zu warten, dass Beute auftaucht oder von ihren Phosphoren angelockt wird. Die wenige Energie, die in der bathypelagischen Zone zur Verfügung steht, filtert von oben in Form von Detritus, Fäkalien und gelegentlich wirbellosen oder mesopelagischen Fischen. Etwa 20 Prozent der Nahrung, die ihren Ursprung in der epipelagischen Zone hat, fällt in die mesopelagische Zone, aber nur etwa 5 Prozent filtern bis in die bathypelagische Zone.

Bathypelagische Fische sind sesshaft und daran angepasst, in einem Lebensraum mit sehr wenig Nahrung oder verfügbarer Energie minimale Energie abzugeben, nicht einmal Sonnenlicht, nur Biolumineszenz. Ihre Körper sind länglich mit schwachen, wässrigen Muskeln und Skelettstrukturen . Da ein Großteil der Fische aus Wasser besteht, werden sie durch den großen Druck in diesen Tiefen nicht zusammengedrückt. Sie haben oft ausziehbare, aufklappbare Kiefer mit zurückgebogenen Zähnen. Sie sind schleimig, ohne Schuppen . Das Zentralnervensystem ist auf die Seitenlinie und das Riechsystem beschränkt, die Augen sind klein und funktionieren möglicherweise nicht, und Kiemen , Nieren und Herzen sowie Schwimmblasen sind klein oder fehlen.

Dies sind die gleichen Merkmale, die in Fischlarven gefunden werden , was darauf hindeutet, dass bathypelagische Fische diese Merkmale während ihrer Evolution durch Neotenie erworben haben . Diese Eigenschaften ermöglichen es den Fischen, wie bei den Larven, mit geringem Energieaufwand im Wasser zu schweben.

Trotz ihres wilden Aussehens sind diese Bestien der Tiefe meist Miniaturfische mit schwachen Muskeln und zu klein, um eine Bedrohung für den Menschen darzustellen.

Die Schwimmblasen von Tiefseefischen sind entweder nicht vorhanden oder kaum funktionsfähig, und bathypelagische Fische unternehmen normalerweise keine vertikalen Wanderungen. Das Befüllen von Blasen bei solch hohen Drücken verursacht enorme Energiekosten. Einige Tiefseefische haben Schwimmblasen, die funktionieren, während sie jung sind und die obere epilagische Zone bewohnen, aber sie verdorren oder füllen sich mit Fett, wenn die Fische in ihren ausgewachsenen Lebensraum zurückkehren.

Die wichtigsten sensorischen Systeme sind in der Regel das Innenohr , das auf Geräusche reagiert, und die Seitenlinie , die auf Veränderungen des Wasserdrucks reagiert. Das olfaktorische System kann auch für Männchen wichtig sein, die Weibchen am Geruch finden. Bathypelagische Fische sind schwarz oder manchmal rot, mit wenigen Photophoren . Wenn Photophoren verwendet werden, geschieht dies normalerweise, um Beute anzulocken oder einen Partner anzuziehen. Da Nahrung so knapp ist, sind bathypelagische Raubtiere in ihren Ernährungsgewohnheiten nicht wählerisch, sondern greifen nach allem, was ihnen nahe genug kommt. Dies erreichen sie durch ein großes Maul mit scharfen Zähnen zum Greifen großer Beute und überlappende Kiemenrechen, die das Entweichen kleiner verschluckter Beute verhindern.

Es ist nicht einfach, in dieser Zone einen Partner zu finden. Einige Arten hängen von der Biolumineszenz ab , wobei Biolumineszenzmuster für bestimmte Arten einzigartig sind. Andere sind Hermaphroditen , was ihre Chancen verdoppelt, bei einer Begegnung sowohl Eier als auch Sperma zu produzieren. Der weibliche Seeteufel setzt Pheromone frei , um winzige Männchen anzulocken. Wenn ein Mann sie findet, beißt er an ihr fest und lässt sie nicht mehr los. Wenn ein Männchen der Seeteufelart Haplophryne mollis in die Haut eines Weibchens beißt, setzt es ein Enzym frei , das die Haut seines Mundes und ihres Körpers verdaut und das Paar bis zu dem Punkt verschmilzt, an dem sich die beiden Kreislaufsysteme verbinden. Das Männchen verkümmert dann zu nichts anderem als einem Gonadenpaar . Dieser extreme Geschlechtsdimorphismus stellt sicher, dass das Weibchen, wenn es laichbereit ist, sofort einen Partner zur Verfügung hat.

In der bathypelagischen Zone leben viele andere Formen als Fische, wie Tintenfische, große Wale, Kraken, Schwämme, Brachiopoden , Seesterne und Echinoide , aber diese Zone ist für Fische schwierig zu leben.

  • Der Pelikan-Aal benutzt sein Maul wie ein Netz, indem er sein großes Maul öffnet und auf seine Beute schwimmt. Es hat ein leuchtendes Organ an der Schwanzspitze, um Beute anzulocken.

  • Der Schwarze Schlucker mit seinem dehnbaren Magen zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, ganze, knöcherne Fische zu schlucken, die das Zehnfache seiner Masse betragen.

  • Weibliche Haplophryne mollis Seeteufel, die angehängte Männchen nachziehen, die zu einem Paar Gonaden verkümmert sind, zur Verwendung, wenn das Weibchen laichbereit ist.

Anpassung an Hochdruck

Wenn sich ein Fisch tiefer ins Meer bewegt, übt das Gewicht des Wassers über ihm einen zunehmenden hydrostatischen Druck auf den Fisch aus. Dieser erhöhte Druck beträgt etwa eine Standardatmosphäre pro 10 Meter Tiefe (eine Atmosphäre ist der Druck, der von der darüber liegenden Atmosphäre auf die Meeresoberfläche ausgeübt wird). Für einen Fisch am Boden der bathypelagischen Zone beträgt dieser Druck etwa 400 Atmosphären (fast 6000 Pfund pro Quadratzoll).

Tiefseeorganismen besitzen Anpassungen auf zellulärer und physiologischer Ebene, die es ihnen ermöglichen, in Umgebungen mit hohem Druck zu überleben. Das Fehlen dieser Anpassungen begrenzt die Tiefen, in denen Flachwasserarten operieren können. Hoher äußerer Druck beeinflusst den Ablauf von Stoffwechselprozessen und biochemischen Reaktionen. Das Gleichgewicht vieler chemischer Reaktionen wird durch Druck gestört, und Druck kann Prozesse hemmen, die zu einer Volumenvergrößerung führen. Wasser, eine Schlüsselkomponente in vielen biologischen Prozessen, ist sehr anfällig für Volumenänderungen, vor allem weil Bestandteile der Zellflüssigkeit einen Einfluss auf die Wasserstruktur haben. Somit verändern enzymatische Reaktionen, die Veränderungen in der Wasserorganisation induzieren, effektiv das Volumen des Systems. Proteine, die für die Katalyse von Reaktionen verantwortlich sind, werden typischerweise durch schwache Bindungen zusammengehalten und die Reaktionen beinhalten normalerweise Volumenzunahmen.


Um sich dieser Veränderung anzupassen, wurden die Proteinstruktur und Reaktionskriterien von Tiefseefischen angepasst, um Druck zu widerstehen, um unter diesen Bedingungen Reaktionen durchzuführen. In Hochdruckumgebungen erfahren zweischichtige Zellmembranen einen Fluiditätsverlust. Zellmembranen der Tiefsee bevorzugen Phospholipid-Doppelschichten mit einem höheren Anteil an ungesättigten Fettsäuren , die eine höhere Fließfähigkeit als ihre Gegenstücke auf Meereshöhe bewirken.

Der Rattenschwanz Coryphaenoides armatus ( Abgrundgrenadier ) auf dem Davidson Seamount in 2253 Metern Tiefe.

Tiefseearten zeigen geringere Entropie- und Enthalpieänderungen im Vergleich zu Oberflächenorganismen, da eine Umgebung mit hohem Druck und niedriger Temperatur negative Enthalpieänderungen und eine geringere Abhängigkeit von entropiegetriebenen Reaktionen begünstigt. Aus struktureller Sicht sind globuläre Proteine von Tiefseefischen aufgrund der Tertiärstruktur von G-Aktin im Vergleich zu denen von Oberflächenfischen relativ starr. Dass sich Proteine ​​in Tiefseefischen strukturell von Oberflächenfischen unterscheiden, geht aus der Beobachtung hervor, dass Aktin aus den Muskelfasern von Tiefseefischen extrem hitzebeständig ist; eine ähnliche Beobachtung wie bei Eidechsen. Diese Proteine ​​werden durch Modifikation der Bindungen in der Tertiärstruktur des Proteins strukturell verstärkt, was auch eine hohe thermische Stabilität induziert. Proteine ​​werden strukturell verstärkt, um Druck durch Modifikation von Bindungen in der Tertiärstruktur zu widerstehen. Daher begünstigt ein hoher hydrostatischer Druck, ähnlich den hohen Körpertemperaturen thermophiler Wüstenreptilien, starre Proteinstrukturen.

Na+/K+-ATPase ist ein Lipoprotein- Enzym, das eine herausragende Rolle bei der Osmoregulation spielt und stark vom hydrostatischen Druck beeinflusst wird. Die Hemmung der Na+/K+-ATPase beruht auf einer erhöhten Kompression durch Druck. Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Na+/K+-ATPase-Reaktion induziert eine Expansion der das Protein umgebenden Doppelschicht und damit eine Volumenzunahme. Eine Volumenzunahme macht die Na+/K+-ATPase-Reaktivität anfällig für höhere Drücke. Obwohl die Na+/K+ -ATPase-Aktivität pro Gramm Kiemengewebe bei Tiefseefischen geringer ist, zeigen die Na+/K+ -ATPasen von Tiefseefischen eine viel höhere Toleranz gegenüber hydrostatischem Druck im Vergleich zu ihren Flachwasser-Gegenstücken. Dies wird beispielhaft an der Art C. acrolepis (ca. 2000 m tief) und ihrem hadalpelagischen Gegenstück C. armatus (ca. 4000 m tief) veranschaulicht , bei dem die Na+/K+ -ATPasen von C. armatus viel weniger druckempfindlich sind. Dieser Widerstand gegenüber Druck kann durch Anpassungen im Protein und Lipid erklärt werden Reste von Na + / K + -ATPase.

Laternenfisch

Hauptartikel: Laternenfisch
Laternenfisch

Die Probenahme durch Tiefschleppnetzfischerei zeigt, dass Laternenfische bis zu 65 % der gesamten Tiefseefischbiomasse ausmachen . Tatsächlich gehören Laternenfische zu den am weitesten verbreiteten, bevölkerungsreichsten und vielfältigsten aller Wirbeltiere und spielen eine wichtige ökologische Rolle als Beute für größere Organismen. Mit einer geschätzten globalen Biomasse von 550–660 Millionen Tonnen , einem Vielfachen des gesamten Weltfischfangs , machen Laternenfische auch einen Großteil der Biomasse aus, die für die tiefe Streuschicht der Weltmeere verantwortlich ist. Im Südlichen Ozean , Myctophids bietet eine alternative Nahrungsquelle Krill für Raubtiere wie Tintenfisch und den Königspinguin . Obwohl diese Fische reichlich und produktiv sind, gibt es derzeit nur wenige kommerzielle Laternenfischfischereien: Dazu gehören begrenzte Operationen vor Südafrika , in der Subantarktis und im Golf von Oman .

Gefährdete Spezies

Eine Studie kanadischer Wissenschaftler aus dem Jahr 2006 hat ergeben, dass fünf Arten von Tiefseefischen – Blauer Seehecht , Stachelaal – aufgrund der Verlagerung der kommerziellen Fischerei von den Festlandsockeln auf die Hänge der Festlandsockel bis in die Tiefe vom Aussterben bedroht sind von 1600 Metern. Die langsame Fortpflanzung dieser Fische – sie erreichen die Geschlechtsreife in etwa im gleichen Alter wie der Mensch – ist einer der Hauptgründe dafür, dass sie sich nicht vom exzessiven Fischen erholen können .

Siehe auch

Zitate

Verweise

Weiterlesen

Externe Links

Externes Video
Videosymbol Kreaturen und Fische des tiefen Ozeans – National Geographic Dokumentarfilm