GEOMAR, Център за изследване на океана Helmholtz Кил, Düsternbrooker Weg 20, 24105 Кил, Германия

хайвера

Институт за изследване на аквариума в Монтерей Бей, Moss Landing, CA 95039, САЩ

Монтерей Бей Аквариум, 886 Cannery Row, Монтерей, Калифорния 93940, САЩ

Институт за изследване на аквариума в Монтерей Бей, Moss Landing, CA 95039, САЩ

Институт за изследване на аквариума в Монтерей Бей, Moss Landing, CA 95039, САЩ

GEOMAR, Център за изследване на океана Helmholtz Кил, Düsternbrooker Weg 20, 24105 Кил, Германия

Институт за изследване на аквариума в Монтерей Бей, Moss Landing, CA 95039, САЩ

Монтерей Бей Аквариум, 886 Cannery Row, Монтерей, Калифорния 93940, САЩ

Институт за изследване на аквариума в Монтерей Бей, Moss Landing, CA 95039, САЩ

Институт за изследване на аквариума в Монтерей Бей, Moss Landing, CA 95039, САЩ

Резюме

1. Въведение

Повечето дълбоководни бентосни съобщества зависят от частици органичен въглерод (POC), който се синтезира в повърхностните води и в крайна сметка се утаява на морското дъно. Капаните за утайки се използват от десетилетия за събиране и измерване на този потъващ материал, което позволява да се вникне в местните въглеродни бюджети [1]. Дълбоководните бюджети за въглерод често не са приключени; съществуват несъответствия между количеството POC, което се улавя в уловителите на утайки, и въглеродът, необходим за поддържане на измерената биомаса и дишането на дълбоко-бентосни общности [2,3]. въпреки това, на място наблюденията показват, че останките от различни мегафаунистични организми и желатинови планктон, които са изключени от анализа на уловители на утайки, могат на местно ниво да представляват значителни източници на въглерод [4–9]. Ролята на средно голям нектоничен мърша (тук се определя като останки от калмари, хондриктианци и телеости с дължина 1–100 cm) в бюджетите за въглерод е до голяма степен неизвестна. Естествените наблюдения на такъв мърша са толкова редки, че обикновено се публикуват само отделни наблюдения [5,10–12]. Оскъдността на наблюденията произтича от ограничения достъп до дълбоководното местообитание с инструментите за изображения, необходими за наблюдение и количествено определяне на естествено отложени, бързо консумирани трупове.

2. Резултати

Фигура 1. На място ROV наблюдения на живи калмари и калмари в Калифорнийския залив. (а) Развъждащи се гонатидни калмари (дължина на мантията около 25 см, 1100 м, гмуркане 344; 24,4 ° С – 109,9 ° З). (б) Мъртви калмари с излюпена яйчена маса със седалки (Nymphaster diomedeae) и литодиден рак Paralomis multispina (1246 м, гмуркане 344; 24.4 ° С – 109.9 ° З). (° С) изолиран празен лист от яйца от калмари (дължина 50 см, 1615 м, гмуркане 368, 26,6 ° С – 111 ° З). Лазерните точки в (а) и (° С) са на разстояние 29 см.

3. Дискусия

Групите животни, свързани с труповете на калмари, са наблюдавани при други естествени падания на храна [27]. И обратно, не наблюдавахме гренадиери, изоподи, зоарциди, липариди или хагфиш - чистачи, за които се съобщава, че са в изобилие при изкуствени и естествени падания на храна [5,11,27]. Докато всички наблюдавани трупове на калмари и останките на някои излюпени яйчени листове имаха свързана с тях фауна, по-голямата част от последните не го направиха, което предполага, че този материал е по-малко вкусен. Гонатидните калмари изглежда включват мастило в яйчените листове [28], което може да действа като възпиращ фактор за някои организми, включително микробиота [29], като по този начин увеличава времето, необходимо за консумация. По-дългото време на престой на остатъците от яйчен лист ни позволи да проследим обратно до вече консумираните калмари, като приемем, че за всеки лист отработен женски калмар е достигнал морското дъно.

64-те случая на калмари и яйчени листове са, доколкото ни е известно, най-големият брой естествени дълбоководни падания на храна от средни нектони, съобщени до момента (електронен допълнителен материал, таблица S1). Смит [10] съобщава за 12 падания на храна в басейна на Каталина, от които осем може да са с пелагичен произход. Roper & Vecchione [23] съобщават за два предполагаемо прекарани брахиотеутидни калмари на морското дъно, които са били консумирани от чупливи звезди и рак. Тези автори заявяват, че „отработените, умиращи калмари, които потъват на дъното, могат да осигурят значителен източник на енергия за дълбоката бентосна фауна“ (стр. 59).

Етика

Нашето проучване се основава най-вече на дълбоководни видео наблюдения. Трите екземпляра от калмари, уловени с ROV, бяха замразени при -80 ° С и впоследствие размразени и консервирани във формалин за консервиране и изследване. Експедицията ‘Експедиция на Калифорнийския залив на MBARI 2012 г., R/V Западен флаер.„(Круиз № F2011-068) е одобрен от мексиканското правителство чрез разрешителни CTC/001340 (от La Secretaria de Relacione Exteriores) и H00/INAPESCA/DGIPPN/831 (Secretaria de Agricultura, Ganaderia, Desarrollo Rural, Pesca Y Alimentacion) . Експедицията ‘2015 R/V Западен флаер Експедиция в Калифорнийския залив. (Круиз № F2014-075) е одобрен от мексиканското правителство с разрешителни CTC/01700/15 (La Secretaria de Relacione Exteriores) и DGOPA-02919/14 (Secretaria de Agricultura, Ganaderia, Desarrollo Rural, Pesca Y Alimentacion).

Достъпност на данни

Данните са предоставени в електронен допълнителен материал, таблици S1 и S2. ROV следи координати, на които разстоянията (д), изчислени в електронен допълнителен материал, са базирани SM1 и изображенията на паданията на храна могат да бъдат намерени на http://mbari.org/squid-carrion-images.

Принос на авторите

H.J.T.H. замислил изследването, проектирал проучването, помогнал за събирането на полевите данни, анализирал данните и изготвил ръкописа. S.L.B. помогна за събирането на полевите данни, анализира ги и помогна за изготвянето на ръкописа. S.H.D.H. и B.H.R. събра полеви данни и помогна за изготвянето на ръкописа. Всички автори дадоха окончателно одобрение за публикуване.

Конкуриращи се интереси

Нямаме конкуриращи се интереси.

Финансиране

Финансова подкрепа за това проучване дойде от фондация Дейвид и Лусил Пакард (HJTH, SLB, BHR, SHDH), подкрепата на аквариума в Монтерей на залива на SLB, холандската организация за научни изследвания (NWO) чрез безвъзмездна помощ от Рубикон (№ 825.09.016 ) до HJTH и с безвъзмездна помощ (CP1218) на H.J.T.H. на клъстера на върховите постижения 80 „Бъдещият океан“. „Океанът на бъдещето“ се финансира в рамките на Инициативата за върхови постижения от Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) от името на германското федерално и провинциално правителство.

Благодарности

Благодарим на пилотите на MBARI ROV и видеолабораторията на MBARI за помощта при събирането, достъпа и анализа на ROV видео и данни. Благодарим на Марая Солсбъри (MBARI), че направи уебсайта с данни и изображения. Двама рецензенти подобриха ръкописа от първоначалната му версия. Д-р Иво Бобсиен и Бас Хофман са благодарни за помощта им с ГИС.

Бележки под линия

Електронните допълнителни материали са достъпни онлайн на https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.3946252.

Публикувано от Кралското общество. Всички права запазени.

Препратки

Ramirez-Llodra E et al.

2010 Дълбоко, разнообразно и определено различно: уникални атрибути на най-голямата екосистема в света . Биогеонауки 7, 2851–2899. (doi: 10.5194/bg-7-2851-2010) Crossref, ISI, Google Scholar

Смит KL, Kaufmann RS

. 1999 г. Дългосрочно несъответствие между предлагането и търсенето на храна в дълбоката източна част на Северния Тихи океан . Наука 284, 1174–1177. (doi: 10.1126/science.284.5417.1174) Crossref, PubMed, Google Scholar

Rabouille C, Caprais JC, Lansard B, Crassous P, Dedieu K, Reyss JL

. 2009 Бюджет на органичните вещества в континенталния край на югоизточната част на Атлантическия океан близо до каньона Конго: измервания in situ на потреблението на кислород от седименти . Deep Sea Res. Част II 56, 2223–2238. (doi: 10.1016/j.dsr2.2009.04.005) Crossref, Google Scholar

Sweetman AK, Chapman A

. 2015 г. Първата оценка на скоростта на потока на труповете на медузи (падане на желе) към бентоса разкрива значението на желатиновия материал за биологичното C-циклиране в доминирани от медузи екосистеми . Отпред. Март Sci. 2, 47. (doi: 10.3389/fmars.2015.00047) Crossref, Google Scholar

Хигс Н.Д., Гейтс АР, Джоунс DOB

. 2014 Рибна храна в дълбоките морета: преразглеждане на ролята на големите водопади . PLOS ONE 9, e96016. (doi: 10.1371/journal.pone.0096016) Crossref, PubMed, Google Scholar

Lebrato M, Jones DOB

. 2009 Събитие за масово отлагане на Pyrosoma atlanticum трупове край Кот д'Ивоар (Западна Африка) . Limnol. Океаногр. 54, 1197–1209. (doi: 10.4319/lo.2009.54.4.1197) Crossref, ISI, Google Scholar

Robison BH, Reisenbichler KR, Sherlock RE

. 2005 Гигантски къщи с ларви: бърз транспорт на въглерод до дълбокото морско дъно . Наука 308, 1609–1611. (doi: 10.1126/science.1109104) Crossref, PubMed, Google Scholar

Smith KL, Sherman AD, Huffard CL, McGill PR, Henthorn R, von Thun S, Ruhl HA, Ohman MD, Kahru M

. 2014 Голям износ на салп от горната част на океана и бентосна реакция на общността в абисалната североизточна част на Тихия океан: разрешаване от ден на седмица . Limnol. Океаногр. 59, 745–757. (doi: 10.4319/lo.2014.59.3.0745) Crossref, Google Scholar

Кристиансен Б, Боеций А

. 2000 г. Масово утаяване на плуващия рак Charybdis smithii (Ракообразни: Декапода) в дълбокото Арабско море . Deep Sea Res. Част II 47, 2673–2685. (doi: 10.1016/S0967-0645 (00) 00044-8) Crossref, Google Scholar

. 1985 г. Храна за дълбоките морета: оползотворяване, разпръскване и поток от нектон пада на пода на басейна на Санта Каталина . Deep Sea Res. 32, 417–442. (doi: 10.1016/0198-0149 (85) 90089-5) Crossref, Google Scholar

Klages M, Vopel K, Bluhm H, Brey T, Soltwedel T, Arntz WE

. 2001 Дълбоководни храни падат: първи наблюдения на природно събитие в Северния ледовит океан . Полярен биол. 24, 292–295. (doi: 10.1007/s003000000199) Crossref, Google Scholar

Soltwedel T, von Juterzenka K, Premke K, Klages M

. 2003 Какъв щастлив изстрел! Фотографски доказателства за средно голямо естествено падане на храна в дълбокото морско дъно . Oceanol. Acta 26, 623–628. (doi: 10.1016/S0399-1784 (03) 00060-4) Crossref, Google Scholar

. 1996 Главоноги в световния океан: главоноги като плячка. III. Китоподобни . Фил. Транс. R. Soc. Лонд. Б. 351, 1053–1065. (doi: 10.1098/rstb.1996.0093) Връзка, Google Scholar

Zeidberg LD, Robison BH

. 2007 Инвазивно разширяване на обхвата от калмарите Humboldt, Dosidicus gigas, в източната част на Северния Тихи океан . Proc. Natl Акад. Sci. САЩ 104, 12 948–12 950. (doi: 10.1073/pnas.0702043104) Crossref, ISI, Google Scholar

Stewart JS, Hazen EL, Bograd SJ, Byrnes JEK, Foley D, Gilly WF, Robison BH, Field JC

. 2014 г. Комбиниран климат и разширяване на обхвата на калмари Humboldt (Dosidicus gigas), голям морски хищник в сегашната система на Калифорния . Глоб. Сменете Biol. 20., 1832–1843. (doi: 10.1111/gcb.12502) Crossref, PubMed, Google Scholar

Hoving HJT и сътр.

2013 Стратегията за изключително пластичност в историята на живота позволява на мигриращ хищник (джъмбо калмари) да се справи с променящия се климат . Глоб. Променете Biol. 19., 2089–2103. (doi: 10.1111/gcb.12198) Crossref, PubMed, Google Scholar

Doubleday ZA et al.

2016 Глобално разпространение на главоноги . Curr. Biol. 26, R406 – R407. (doi: 10.1016/j.cub.2016.04.002) Crossref, PubMed, Google Scholar

Boyle PR, Rodhouse P

. 2005 г. Главоноги: екология и риболов . Оксфорд, Великобритания: Blackwell Science Ltd. Crossref, Google Scholar

. 1965 г. Структурата, развитието, връзките с храните, размножаването и историята на живота на калмарите Loligo opalescens Бери . Калифорнийски отдел Рибна игра, Риба. Бик. 131, 1–108. Google Scholar

Мартин Б, Кристиансен Б

. 1997 Диети и постоянни запаси от бентопелагични риби в две батиметрично различни средноокеански находища в североизточната част на Атлантическия океан . Deep Sea Res. Част I 44, 541–558. (doi: 10.1016/S0967-0637 (97) 00008-3) Crossref, Google Scholar

Дражен JC, Bailey DM, Ruhl HA, Smith KL

. 2012 Ролята на снабдяването с мърша в изобилието от дълбоководни риби край Калифорния . PLOS ONE 7, e49332. (doi: 10.1371/journal.pone.0049332) Crossref, PubMed, Google Scholar

Дражен JC, Popp BN, Choy CA, Smith KL

. 2008 заобикаляне на бездната на хранителната мрежа: макроуридна диета в източната част на северната част на Тихия океан се извежда от съдържанието на стомаха и стабилния анализ на изотопите . Limnol. Океаногр. 53, 2644–2654. (doi: 10.4319/lo.2008.53.6.2644) Crossref, Google Scholar

Roper CFE, Vecchione M

. 1996 Наблюдения на място на Brachioteuthis beanii Verrill: сдвоено поведение, вероятно чифтосване (Cephalopoda, Oegopsida) . Am. Малакол. Бик. 13, 55–60. Google Scholar

Perez JAA, Silva TN, Schroeder R, Schwarz R, Martins RS

. 2009 Биологични модели на аржентинските късоперки Illex argentinus в склоновия тралов риболов край Бразилия Lat . Am. J. Aquat. Рез. 37, 409–428. (doi: 10.3856/vol37-issue3-fulltext-11) Crossref, Google Scholar

Несис К.Н., Нигматулин К.М., Никитина IV

. 1998 Изхарчени женски дълбоководни калмари Galiteuthis glacialis под леда на повърхността на морето Уедел (Антарктика) . J. Zool. 244, 185–200. (doi: 10.1111/j.1469-7998.1998.tb00024.x) Crossref, Google Scholar

Seibel BA, Robison BH, Haddock SHD

. 2005 След хвърляне на хайвера грижи за яйца от калмари . Природата 438, 929. (doi: 10.1038/438929a) Crossref, PubMed, Google Scholar

Britton JC, Morton B

. 1994 Морски мърша и чистачи . Океаногр. Март Biol. 32, 369–434. Google Scholar

Seibel BA, Hochberg FG, Carlini DB

. 2000 История на живота на Гонатус оникс (Cephalopoda: Teuthoidea): дълбоководно хвърляне на хайвера и грижа за яйцата след хвърляне на хайвера . Март Biol. 137, 519–526. (doi: 10.1007/s002270000359) Crossref, Google Scholar

CD с дерби, Kicklighter CE, Джонсън PM, Zhang X

. 2007 Химичен състав на мастилата на различни морски мекотели предполага сближаваща се химическа защита . J. Chem. Екол. 33, 1105–1113. (doi: 10.1007/s10886-007-9279-0) Crossref, PubMed, Google Scholar

Катугин О.Н., Шевцов Г.А., Зуев М.А.

. 2014 Разпространение, размер, зрялост и хранителни навици на калмарите Gonatopsis octopedatus (Cephalopoda: Gonatidae) в Охотско море и северозападната част на Тихия океан . Велигер 51, 177–193. Google Scholar

Collins MA, Yau C, Nolan CP, Bagley PM, Priede IG

. 1999 Поведенчески наблюдения върху чиста фауна на патагонския склон . J. Mar. Biol. Доц. Великобритания. 79, 963–970. (doi: 10.1017/S0025315499001198) Crossref, Google Scholar

Thunell R, Benitez-Nelson C, Varela R, Astor Y, Muller-Karger F

. 2007 Потоци от органични въглеродни частици по континенталните граници, доминирани от подеми: норми и механизми . Глоб. Biogeochem. Цикли. 21., 1–12. (doi: 10.1029/2006GB002793) Crossref, Google Scholar

. 1997 Гонатидни калмари в субарктичния Северен Тихи океан: екология, биогеография, разнообразие на ниши и роля в екосистемата . Adv. Март Biol. 32, 243–324. (doi: 10.1016/S0065-2881 (08) 60018-8) Crossref, Google Scholar

Seibel BA, Дражен JC

. 2007 Скоростта на метаболизма при морските животни: екологични ограничения, екологични изисквания и енергийни възможности . Фил. Транс. R. Soc. Б. 362, 2061–2078. (doi: 10.1098/rstb.2007.2101) Връзка, ISI, Google Scholar

Irigoien X et al.

2014 Голяма мезопелагична риба с биомаса и трофична ефективност в открития океан . Нат. Общ. 5, 3271. (doi: 10.1038/ncomms4271) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Arkhipkin AI et al.

2015 г. Световен риболов на калмари . Преподобна риба. Sci. Аквакултура 23., 92–252. (doi: 10.1080/23308249.2015.1026226) Crossref, Google Scholar

. 2003 г. Кашалоти: социална еволюция в океана . Чикаго, Илинойс: University of Chicago Press. Google Scholar