Морска биологија

Морска биологија или биологија мора је као наука грана биологије која проучава организме у океанима, морима и брактичним водама. Морска биологија се разликује од морске екологије по томе што је морска екологија усмерена на интеракцију, тј. међусобно деловање организама и околине, док морска биологија проучава жива бића.

Океани света

Морске видре

Постоји више разлога за постојање ове дисциплинеː Вода покрива већи део Земљине површине (70,8%). Запремина хидросфере је 1,6 милијарди км³ од чега је 97,5% слана вода. Највећи део слане воде (96,5%) се налази у светском мору, 0,93% је слана подземна вода, док се 0,006% налази у сланим језерима. Само светско море заузима око 71% земљине површине. У том великом воденом порстранству се могу наћи припадници свих царстава: бактерије, водене гљиве, морске алге, водене цветнице, велики број врста бескичмењака и хордата. Станишта која се проучавају у морској биологији укључују све, од ситних слојева површинске воде у којима организми и абиотски предмети могу бити заробљени у површинској напетости између океана и атмосфере, до дубина океанских ровова, понекад 10 000 метара или више испод површине светског мора. Специфична станишта подразумевају коралне гребене, шуме крупних мрких алги, ливаде морских цветница, околину хидротермалних извора, плимске базене, каменито, муљевито и песковито морско дно, као и пелагијску зону (слобода зона мора). Организми који се могу наћи се крећу од микроскопских фитопланктонски и зоопланктонских, па све до огромних китова од 25 до 32 метара у дужини.

Морски живот и океан уопште представља огроман ресурс. Има велики значај у производњи хране, лекова и утиче на развој туризма. На основном нивоу, морски живот помаже да се утврди сама природа наше планете. Морски организми значајно доприносе циклусу кружења материје и укључени су у регулацију Земљине климе. Обале су делом обликоване и заштићене морским животом, а поједини морски организми помажу у стварању нове земље и обнаваљају оштећених екосистема.

Биологија мора је једна врло стара дисциплина, али је још увек велики део светског мора и организама који у мору живе непознато.

Историја

Аристотел је забележио да је ембрион морске мачке био врпцом везан за плаценту.

Прве записе о биологији мора дао је грчки филозоф Аристотел (384–322 БЦ). Многе од његових опсервација потичу из периода његовог боравка на острву Лесбос, укључујући његов опис биологије мора Пира лагуне, сад залива Калони. Његова истраживања довела су до успостављања Аристотелове биологије, која је заснована на систематском посматрању и прикупљању података, углавном зоолошких, у Аристотеловим књигама о науци. Међу Аристотеловим многобројним опсервацијама о биологији мора је да хоботница може да промени боју кад је узнемирена.Тврдио је да су китови сисари и да морски кичмењаци могу бити овипарни или вивапарни.. Данашњи зоолози га, због његовог раног истраживања и великим делом тачних опсервацијама, сматрају „оцем морске биологије”.

Године 1769. Самјуел Готлиб Гмелин (1744—1774) објавио је књигу Хисториа Фуцорум у којој је писао о морским алгама и то је прва књига о морској биологији која је користила Биномну (бинарну) номенклатуру коју је одредио Карл Лине. Британски природњак Едвард Форбс (1815—1854) се често сматра модерним покретачем науке о биологији мора. Биологија мора се развијала већом брзом од када су људи почели са експедицијама по свету чиме би се случајно, или са намером, упознавали са живим светом који је до тада yа њих био непознат. Један од најзначајнијих истраживача и природњака је био Чарлс Дарвин који је експедицијом на свом броду Бигл, на коме је поставио темеље теорије еволуције и теорију настанка коралних гребена.Још једна важна експедиција са природњацима Хенријем Нотиџ Мозли (1844—1891) и Рудолфом Волемос-Зумом (1847—1875) на борду Челенџер, где су направљени налази о неочекивано великој разноликости врста међу фауном, и покренуло много теорија о томе како се такве врсте живота могу одржавати у ономе што се сматрало непријатељским окружењем за живот. Ова ера је била веома значајна за развој морске биологије, али научници нису поседовали довољно развијену технологију како би истражили дубље делове океана.

Отварањем првих лабораторија везаних за морску биологију помогло је научницима да раде на узорцима које би прикупили и на тај начин долазили до бољих резултата у својим истраживањима. Прва лабораторија, Статион биологиqуе де Росцофф, отворена је у Фрацуској 1873. године. У САД се 1903.године отворио Институт за океанографију Скрипс. Развој технологије попут звучне навигације, ронилачке опреме, подморница и возила на даљину омогућио је морским биолозима да открију и истражују живот у дубоким океанима за који се некада мислило да не постоји.

Живот у светском мору

Микроскопски живот

Цветање цијанобактерије Трицходесмиум

Као становници највећег екосистема на Земљи, морски микроорганизми покрећу промене у сваком глобалном систему. Микроорганизми су одговорни за готово сву фотосинтезу која се догађа у океану, као и за кретање угљеника, азота, фосфора и других хранљивих састојака и елемената у траговима. Ако се говори о микробима који насељавају водени стуб океана, микроорганизми су подељени на фитопланктон, зоопланктон, бактериопланктон, микопланктон и ихтиопланктон.

Фитопланктон обухвата све организме који слободно лебде у воденом стубу океана или језера и да при томе и врше фотосинтезу. Ту спадају припадници цијанобактерија (Цyанопхyта), алге раздела Црyптопхyта, Динопхyта, Цхлоропхyта, Бациллариопхyта. Фитопланктон представља највећи произвођач кисеоника уопште, чиме далеко надмашује тропске кишне шуме Јужне Америке и Централне Африке. Такође, поједине цијанобактерије имају способност азотофиксације, тј. превођења атмосферског азота (Н₂) у његове неорганске облике које остали фотосинстетички организми могу користити у процесу фотосинтезе. За овај процес су познате цијанобактерије рода Трицходесмиум.

Зоопланктон је нешто већи и не мора нужно бити микроскопски. Овде спадају сви хетеротрофни организми који слободно лебде у воденом стубу океана, попут великог броја Протозоа међу којима су хетеротрофни бичари, фораминифере и радиоларије. Различити раздели из групе бескичмењака насељавају планктон, попутː Плацозоа, Порифера, Цнидариа, Цтенопхора, Платyхелминтхес, Неметода, Аннелида, Атхропода, ларве Ецхинодермата. Ту још спадају и ларве риба које чине ихтиопланктон.

Алге и водене цветнице

Шума од алги

Алге и биљке пружају важна станишта за живот, понекад делују као скровишта за рибе и места за храњење бескичмењака.

Живот алги у океану је широко распрострањен и веома разнолик. Као што је већ речено, микроскопске фотосинтетичке алге доприносе већем уделу светског фотосинтетског производа него све земаљске шуме заједно. Већина ниша које заузимају подземне биљке на копну заправо заузимају макроскопске алге у океану, као што су мрке алге рода Саргассум и мрке алге реда Ламинариалес са родом Ламинариа које су обично познате као морске алге које стварају шуме алги. Такође вреди поменути инвазивну и токсичну врсту Цаулерпа таxифолиа. Алга ствара велику количину отровних хемикалија штетних за рибе и друге морске организме. Поседује способност вегатативног размножавања и велику моћ адаптације на нове услове што је допринело њеном брзом ширењу.

Биљке које живе у мору често се налазе у плитким водама, попут морских трава. Морске биљке обухватају 12 родова цветница. Примери су биљке рода Зостера, Тхалассиа, Пхyллоспадиx, Халодуле као и врста Посидониа оцеаница која живи у Средоземном мору и формира подводне ливаде. Ове биљке су се прилагодиле високом салинитету океанског окружења. Интертидална зона је такође добро место за проналазак биљног живота у мору.

Морски бескичмењаци

Потковичаста краба (Лимулус полyпхемус), насељава источне обале САД-а

Бескичмрњаци су у светском мору, као и на копну, веома разноврсна група организама са преко милион врста. У океану живе једни од најстаријих раздела и реликтни представници одређених раздела. Могу се наћи представници Порифера, Цнидариа попут медуза, морских саса и корала, Цтенопхора, морски црви са разделима Платyхелминтхес, Немертеа, Аннелида, Сипунцула, Ецхиура, Цхаетогнатха и Пхоронида, Моллусца попут морских пужева, шкољки и главоношаца од којих су познате хоботнице и врста џиновске лигње Арцхитеутхис дуx, Артхропода са представницима Цхелицерата и Црустацеа, Брyозоа, Ецхинодермата. Бескичмењаци имају велики значај као примарни потрошачи унутар ланца исхране.

Морске гљиве

Риба лосос са гљивичним обољењем

Морске гљиве су еколошка група, а не таксономска категорија. За неке морске гљиве, око 800 врста, сматра се да искључиво расту и размножавају се у морској средини. Факултативне морске гљиве су слатководне или копнене врсте које могу расти и можда се могу размножавати у мору. Тренутно је познато око 1500 врста морских гљива (искључујући врсте изоловане од лишајева), мада се њима и мало пажње посвећује па безброј врста несумњиво остаје још увек неоткривено. Велики број паразитских врста морских гљива може се наћи на дрвету, седименту са честицама различитих величина, алгама, опалом лишћу, морским травама, коралима, љуштурама мекушаца и на другим животињама на свим ширинама и дубинама. Гљивичне болести морских животиња и биљака такође су предмет велике пажње. Већина гљивичних инфекција морских животиња је тешко лечити и често су фаталне. Микопатогени инфицирају рибе, шкољке, ракове, корале и хоботнице. Посебно забрињавају гљивични патогени који комерцијално штете дивљим или аквакултурним популацијама драгоцених животиња.

Морски кичмењаци

Рибе

Кит ајкула (Рхинцодон тyпус) је највећа постојећа врста рибе

Рибе сланих вода или морске рибе представљају најпознатије становнике светског мора. Уједино су рибе и најбројнији организми међу кичмењацима. Рибе могу живети усамљенички или могу формирати велика јата. Групе риба које се могу наћи су: Агнатха – колоусте са око 40-50 врста које живе у сланој води (слепуље и змијуљице), Цхондрицхтхyес – рибе са хрскавичавим скелетом које обухватају ајкуле, раже и химере са укупно 1100 слатководних врста и Цхондрицхтхyес – рибе са коштаним скелетом са око 13000 слатководних врста. Рибе представљају најактивније становнике мора. Својим миграцијама су у стању да пређу хиљаде и хиљаде километара. Такође, треба напоменути да се рибе попут ајкула налазе на самом врху ланаца исхране, а да велики број врста колоуста су ектопаразити риба. Ови организми су населили све делове океана, па чак и дубине од 10 000 метара.

Водоземци

Фејерварyа цан-цривора

Водоземци се ретко повезују са морем, можда због њихове врло пропусне коже која им служи за дисање спречава их да се боре против осмотског стреса и дехидрације који су последица живота у сланим водама. Данас је познато свега 144 врста водоземаца који могу у некој мери поднети услове животе које носи са собом морска вода. Најпознатији водоземац за ког се може рећи да је становник мора је врста Фејерварyа цан-цривора. У питању је врста жабе која се храни крабама и живи у мангровима Југоисточне Азије. Да би спречиле губитак воде ове жабе нагомилавају велике количине урее у својој плазми.

Гмизавци

Морска змија, типични становник Тихог и Индијског океана

Гмизавци који настањују море укључују морске корњаче, морске змије, морске игуане и морске крокодиле. Већина постојећих морских гмизаваца, осим неких морских змија, су овипарни и морају се вратити на копно да би положили своја јаја (морске змије су ововивипарне). Тако већина врста, осим морских корњача, проводи већину свог живота на копну или у близини, а не у океану. Упркос својим морским адаптацијама, већина морских змија више воли плитке воде у близини копна, око острва, посебно воду која је донекле заклоњена, као и у близини ушћа. Неки изумрли морски гмизавци, као што су ихтиозаури, су некад доминирали светским морем као што су други диносаурси доминирали копном.

Птице

Аустралијски пеликан Пелецанус цонспициллатус

Од отприлике 8700 врста птица свега 300 врста птица зависе од морске средине. Редови птица за које би се рекло да се могу сматрати морским птицама су пингвини (Спхенисциформес), албатроси и други припадници реда Процелларииформес, несити (Пелецаниформес) и шљукарице (Цхарадрииформес).Неке птице, попут пингвина, проводе већину свог живота у мору одлазећи на обалу само ради репродукције и одгајаја својих младих. Са друге стране неке патке, гуске за које је уобичајено да живе на унутрашњости континената, у барама и језерима, дешава се понекад да се преселе на обалу мора како би се нахраниле. Све птице које насељавају мора су добри летачи са оштрим видом, а птице попут пеликана и албатроса имају и велик распон крила.

Морски сисари

Трицхецхус манатус

Постоји пет главних група морских сисара, китови – Цетацеанс (зубати китови и китови плочани), морске краве – Сирениа (дугонг и морске краве), перајари – Пиннипедиа (праве фоке, ушате фоке и моржеви), морске видре – Енхyдра и поларног медведа – Урсус маритимус. Од ових група морске краве и китови у води проводе цео живот. Морске краве се могу наћи и у рекама. Када се роде, китови су одмах способни да пливају, док се младунци видри и поларног медеведа тек треба научити пливати. Китови, иако у великој мери не подсећају на остале сисаре, представљају топлокрвне организме који поврмено излазе на површину воде како би дисали. Највећи кит и уједино и највећа животиња на свету је плави кит – Балаеноптера мусцулус који моженарасти и преко 33 метара у дужину. Морске краве су једини биљоједи међу морским сисарима.

Морска станишта

Морска станишта се могу поделити на приобална станишта и отворен океан. Обална станишта налазе се на подручју које се протеже од обалне линије до руба континенталног рафа. Већина морског живота налази се у приобалним стаништима, иако та површина заузима тек седам посто укупне површине океана. Отворена океанска станишта налазе се у дубоком океану, преко ивице континенталног рафа. Алтернативно, морска станишта се могу поделити на пелагична и демерсална станишта. Пелагична станишта налазе се у близини површине или у отвореном воденом стубу, далеко од дна океана и на њих утичу океанске струје, док су привремена станишта близу или на дну. Морска станишта могу да модификују њихови становници. Неки морски организми, попут корала, алги и морских трава, инжењери су екосистема који преобликују морско окружење до тачке у којој стварају даље станиште за друге организме.

Приобална зона

У приобалним стаништима се може срести велики број животних заједница

Приобална зоне, су подручја која се налазе близу обале, непрестано су изложена ударцима таласа и дневном сменом плиме и осеке. У овој зони може се пронаћи огроман број организама. Обална станишта се протежу од горњих интертидалних зона до подручја где почиње вегетација копна. Многе су врсте су лешинари хранећи се организмима које је вода избацила на обалу или блиу обале. Многе копнене животиње такође насељавају обална станишта када су у потрази за храном.

Естуари

Еустар

Естуар је левкасти залив на ушћу реке широко отворен према мору. Карактеристичан је за ниске обале на којим је колебање плиме врло велико (од 10 до 20 м).Ушћа формирају транзицијску зону између слатководних речних станишта и морског станишта. Они подлежу и морским утицајима – попут плима, таласа и прилива слане воде – и речним утицајима – као што су токови слатке воде и седимента. Променљиви токови морске и слатке воде обезбеђују висок ниво храњивих састојака и у воденом стубу и у седименту, чинећи ушћа најпродуктивнија природна станишта на свету, иако постоје организми који искључио насељајавју слане воде и избегавају оваква станишта.

Корални гребен

Избељивање корала представља једну од највећих еколошких катастрофа

Корални гребени познати су по разноврсности врста при чему парирају кишним шумама. Корални гребени су заправо произведени од организама који живе на њима. Читав гребен, који може да се прошири на стотине километара, првенствено је састављен од сићушних морских коралних полипа. Ове мале колонијалне животиње полако производе масивну карбонатну инфраструктуру самог гребена, на ком и у којем живи огроман низ других организама. Најпознатије врсте гребена су тропски корални гребени који постоје у већини тропских вода, међутим, гребени могу да постоје и у хладној води. Обично расту на врху каменитог изданака на океанском дну. Гребени могу да расту и на другим површинама, што је омогућило стварање вештачких гребена. Корални гребени такође поседују огромну животну заједницу оргаизама почевши од сунђера и самих корала, преко мекушаца и морских црва, па све до великог броја врста риба које су ту нашле уточиште. Познато је да корали који граде гребене живе у симбиози са фотосинтетичким динофлагелатама. Алга обезбеђује коралу продукте фотосинзезе, а корал алги повољне услове за вршење фотосинтезе.

Данас се у морској биологији ставља акценат на коралним гребенима због антропогеног утицајана светско море и глобалног загревања. Наиме, загађивањем мора и порастом температуре светског мора дошло до масовног одумирања симбиотских алги у коралима. Та појава се назива избељивање корала. Како алге одумиру тако корали добијају све блеђу и блеђу нијансу и на крају сами одумиру.

Меланоцетус јохнсонии

Дубинска зона и ровови

Најдубљи забележени океански ров до данас измерен је Маријански ров, близу Филипина у Тихом океану на дубини од 10.924 м. На таквим дубинама притисак воде је екстреман и нема сунчеве светлости, али живот и даље постоји. Америчка експедиција која се 1960. године подморницом спутила на дно пронашла је медузу и рибу пљоснатицу. Генерално, сматра се да дубинска зона почиње у афотичној зони, месту где сунчева светлост губи моћ преношења кроз воду. Многи животни облици који живе на овим дубинама имају способност стварања сопствене светлости познате као биолуминисценција. Пример за то је врста рибе Меланоцетус јохнсонии. Такође неки представници динофлагелата поседују моћ биолуминисценције.

Дисциплине унутар морске биологије

Морски екосистем је велики, тако да постоји пуно подпоља морске биологије. Већина њих укључује проучавање одређених група организама, као што су алгологија, зоологија бескичмењака и ихтиологија. Друга подпоља проучавају физичке ефекте континуираног урањања у морску воду и океан уопште, прилагођавање сланом окружењу и ефекте промене различитих океанских својстава на морски живот. Подпоље морске биологије проучава односе између океана и океанских организама, те глобалног загревања и проблема заштите животне средине (попут емисије угљен-диоксида). Морска биотехнологија се углавном фокусира на морске биомолекуле, посебно протеине, који могу имати користи у медицини или инжењерству.

Сродне науке

Морска биологија као грана биологије је уско повезана са океанографијом и може се посматрати као подпоље науке о мору. Такође обухвата многе идеје из екологије. Рибарство и очување мора могу се сматрати огранком морске биологије (као и еколошке студије). Поморска хемија, физичка океанографија и атмосферске науке уско су повезане са овом области.

Literatura

• Morrissey, John; Sumich, James (2012). Introduction to the Biology of Marine Life. Jones & Bartlett Publishers. ISBN 9780763781606. 
• Morrissey, John; Sumich, James (2012). Introduction to the Biology of Marine Life. Jones & Bartlett Publishers. ISBN 978-0-7637-8160-6. 
• Guthrie, W. K. C. (1981). A History of Greek Philosophy. .
• Gmelin S G (1768) Historia Fucorum Ex typographia Academiae scientiarum, St. Petersburg.
• Ward, Ritchie R. Into the ocean world; the biology of the sea. 1st ed. New York: Knopf; [distributed by Random House], 1974: 161
• Anderson, Genny. "Beginnings: History of Marine Science"

Spoljašnje veze

• Smithsonian Ocean Portal
• Marine Conservation Society
• Morska biologija на сајту Curlie (језик: енглески)
• Марине Ецологy - ан еволутионарy перспецтиве Архивирано 2013-01-11 на сајту Archive.today
• Фрее специал иссуе: Марине Биологy ин Тиме анд Спаце
• Цреатурес оф тхе дееп оцеан – Натионал Геограпхиц доцументарy, 2010.
• Еxплорис
• Фресхwатер анд Марине Имаге Банк - Фром тхе Университy оф Wасхингтон Либрарy
• Марине Траининг Портал Архивирано на сајту Wayback Machine (30. јун 2016) - Портал гроупинг траининг инитиативес ин тхе фиелд оф Марине Биологy