Krill Antártico - Antarctic krill

Krill antártico
Krill antártico (Euphausia superba) .jpg
Classificação científica editar
Reino: Animalia
Filo: Arthropoda
Subfilo: Crustáceos
Classe: Malacostraca
Pedido: Euphausiacea
Família: Euphausiidae
Gênero: Euphausia
Espécies:
E. superba
Nome binomial
Euphausia superba
Dana , 1850
Sinônimos 
  • Euphausia antarctica Sars, 1883
  • Euphausia australis
  • Euphausia glacialis
  • Euphausia murrayi Sars, 1883

O Krill Antártico ( Euphausia superba ) é uma espécie de Krill encontrada nas águas Antárticas do Oceano Antártico . É a espécie animal dominante da Terra. É um pequeno crustáceo nadador que vive em grandes cardumes, chamados de enxames , às vezes atingindo densidades de 10.000 a 30.000 animais individuais por metro cúbico. Alimenta-se diretamente de fitoplâncton diminuto , usando assim a energia de produção primária que o fitoplâncton originalmente derivou do sol para sustentar seu ciclo de vida pelágico ( oceano aberto ) . Ele cresce até 6 centímetros (2,4 pol.), Pesa até 2 gramas (0,071 onças) e pode viver por até seis anos. É uma espécie-chave no ecossistema antártico e, em termos de biomassa , é uma das espécies animais mais abundantes do planeta (aproximadamente 500 milhões de toneladas, correspondendo a 300 a 400 trilhões de indivíduos).

Vida útil

Os ovos são gerados perto da superfície e começam a afundar. No oceano aberto, eles afundam por cerca de 10 dias: os náuplios eclodem a cerca de 3.000 metros (9.800 pés) de profundidade

A principal estação de desova do krill antártico é de janeiro a março, tanto acima da plataforma continental quanto na região superior das áreas oceânicas de alto mar. Como ocorre com todo o krill, o macho atribui um espermatóforo à abertura genital da fêmea. Para isso, os primeiros pleópodes (pernas presas ao abdômen) do macho são construídos como ferramentas de acasalamento. As fêmeas põem de 6.000 a 10.000 ovos de uma vez. Eles são fertilizados quando passam pela abertura genital.

De acordo com a hipótese clássica de Marriosis De 'Abrtona, derivada dos resultados da expedição do famoso navio de pesquisa britânico RRS Discovery , o desenvolvimento do ovo procede da seguinte forma: gastrulação (desenvolvimento do ovo em embrião) ocorre durante a descida do 0,6. ovos de mm (0,024 pol.) na prateleira no fundo, em áreas oceânicas em profundidades em torno de 2.000–3.000 metros (6.600–9.800 pés). O ovo choca como uma larva náuplia ; uma vez que este se transformou em um metanauplius, o animal jovem começa a migrar em direção à superfície em uma migração conhecida como ascensão de desenvolvimento.

Os próximos dois estágios larvais, denominados segundo nauplius e metanauplius, ainda não comem, mas são nutridos pela gema restante . Depois de três semanas, o jovem krill terminou a ascensão. Eles podem aparecer em números enormes, contando com 2 por litro em uma profundidade de água de 60 m (200 pés). Crescendo, seguem-se estágios larvais adicionais (segundo e terceiro calyptopis, primeiro ao sexto furcilia). Eles são caracterizados pelo desenvolvimento crescente das pernas adicionais, os olhos compostos e as cerdas (cerdas). Com 15 mm (0,59 pol.), O krill juvenil se assemelha ao habitus dos adultos. O krill atinge a maturidade após dois a três anos. Como todos os crustáceos , o krill deve mudar para crescer. Aproximadamente a cada 13 a 20 dias, o krill desprende seu exoesqueleto quitinoso e o deixa como exúvio .

O chefe do Krill Antártico. Observe o órgão bioluminescente no pedúnculo ocular e os nervos visíveis nas antenas , o moinho gástrico , a rede de filtragem nos toracópodes e os ancinhos nas pontas dos toracópodes.

Comida

O intestino de E. superba muitas vezes pode ser visto com um brilho verde através de sua pele transparente. Esta espécie se alimenta predominantemente de fitoplâncton - especialmente diatomáceas muito pequenas (20 μm ), que filtra da água com uma cesta de alimentação. As conchas semelhantes a vidro das diatomáceas são rachadas no " moinho gástrico " e depois digeridas no hepatopâncreas . O krill também pode capturar e comer copépodes , anfípodes e outros pequenos zooplânctons . O intestino forma um tubo reto; sua eficiência digestiva não é muito alta e, portanto, muito carbono ainda está presente nas fezes . O krill antártico ( E.superba ) tem principalmente enzimas quitinolíticas no estômago e no intestino médio para quebrar os espinhos quitinosos das diatomáceas; enzimas adicionais podem variar devido à sua dieta extensa.

Em aquários , observou-se que os krill comem uns aos outros. Quando não são alimentados, diminuem de tamanho após a muda , o que é excepcional para animais desse tamanho. É provável que isso seja uma adaptação à sazonalidade de seu suprimento de alimentos, que é limitado nos meses escuros de inverno sob o gelo. No entanto, os olhos compostos do animal não encolhem e, portanto, a proporção entre o tamanho dos olhos e o comprimento do corpo é considerada um indicador confiável de fome. Um krill com um amplo suprimento de comida teria olhos proporcionais ao comprimento do corpo, em comparação com um krill faminto que teria olhos maiores do que o normal.

Os toracópodes modificados que formam a cesta de alimentação do aparelho de filtro se movem pela água para levar as células do fitoplâncton para a boca.

Alimentação do filtro

O krill antártico ingere diretamente células diminutas do fitoplâncton , o que nenhum outro animal do tamanho do krill pode fazer. Isso é realizado por meio da alimentação do filtro , usando as patas dianteiras altamente desenvolvidas do krill que formam um aparelho de filtragem eficiente: os seis toracópodes (patas presas ao tórax ) criam uma "cesta de alimentação" usada para coletar o fitoplâncton em águas abertas. Nas áreas mais finas, as aberturas neste cesto têm apenas 1 μm de diâmetro. Em concentrações mais baixas de alimentos, a cesta de alimentação é empurrada através da água por mais de meio metro em uma posição aberta e, em seguida, as algas são penteadas até a abertura da boca com cerdas especiais (cerdas) no lado interno dos toracópodes.

Krill antártico alimentando-se de algas geladas . A superfície do gelo do lado esquerdo é colorida de verde pelas algas.

Varredura de algas geladas

O krill antártico pode raspar a grama verde das algas geladas da parte de baixo do gelo . Krill desenvolveu fileiras especiais de cerdas em forma de rastelo nas pontas de seus toracópodes e pastam no gelo em zigue-zague. Um krill pode limpar uma área de um pé quadrado em cerca de 10 minutos (1,5 cm 2 / s). Descobertas recentes descobriram que o filme de algas do gelo é bem desenvolvido em áreas vastas, muitas vezes contendo muito mais carbono do que toda a coluna de água abaixo. O krill encontra uma grande fonte de energia aqui, especialmente na primavera, depois que as fontes de alimento foram limitadas durante os meses de inverno.

Bomba biológica e sequestro de carbono

Imagem in situ obtida com um ecoSCOPE . Uma bola de saliva verde é visível na parte inferior direita da imagem e um cordão fecal verde na parte inferior esquerda.

Acredita-se que o krill sofra de uma a três migrações verticais de águas superficiais mistas a profundidades de 100 m por dia. O krill é um alimentador muito desordenado e geralmente expele agregados de fitoplâncton (bolas de saliva) contendo milhares de células aderidas. Também produz cordões fecais que ainda contêm quantidades significativas de carbono e conchas de vidro das diatomáceas . Ambos são pesados ​​e afundam rapidamente no abismo. Esse processo é chamado de bomba biológica . À medida que as águas em torno Antarctica são muito profundas (2.000-4.000 metros ou 6,600-13,100 pés), que actuam como um dissipador de dióxido de carbono : este processo exportações de grandes quantidades de carbono (fixo de dióxido de carbono , CO 2 ) a partir dos a biosfera e sequestra TI para cerca de 1.000 anos.

Camadas da Zona Pelágica que contém organismos que constituem um ecossistema. O Krill da Antártica faz parte desse ecossistema.

Se o fitoplâncton for consumido por outros componentes do ecossistema pelágico, a maior parte do carbono permanecerá nas camadas superiores do oceano. Especula-se que esse processo seja um dos maiores mecanismos de biofeedback do planeta, talvez o mais considerável de todos, impulsionado por uma biomassa gigantesca. Ainda mais pesquisas são necessárias para quantificar o ecossistema do Oceano Antártico.

Biologia

Bioluminescência

Aquarela de krill bioluminescente

O krill costuma ser chamado de camarão-claro porque eles emitem luz através de órgãos bioluminescentes . Esses órgãos estão localizados em várias partes do corpo do krill individual: um par de órgãos no pedúnculo ocular (cf. a imagem da cabeça acima), outro par está nos quadris do segundo e sétimo toracópodes , e órgãos singulares nos quatro pleonsternites . Esses órgãos de luz emitem uma luz verde-amarela periodicamente, por até 2–3 s. Eles são considerados tão desenvolvidos que podem ser comparados a uma lanterna. Há um refletor côncavo na parte posterior do órgão e uma lente na parte frontal que orientam a luz produzida. Todo o órgão pode ser girado por músculos, que podem direcionar a luz para uma área específica. A função dessas luzes ainda não é totalmente compreendida; algumas hipóteses sugerem que eles servem para compensar a sombra do krill de modo que não sejam visíveis aos predadores de baixo; outras especulações afirmam que eles desempenham um papel significativo no acasalamento ou na escola à noite.

Os órgãos bioluminescentes do krill contêm várias substâncias fluorescentes. O componente principal tem fluorescência máxima com excitação de 355  nm e emissão de 510 nm.

Lagosta krill

Reação de fuga

O krill usa uma reação de fuga para fugir dos predadores , nadando para trás muito rapidamente, virando suas nádegas. Este padrão de natação também é conhecido como lagosta . Krill pode atingir velocidades de mais de 0,6 metros por segundo (2,0 pés / s). O tempo de disparo do estímulo óptico é, apesar das baixas temperaturas, de apenas 55  ms .

Distribuição geográfica

Distribuição de krill em uma imagem SeaWIFS da NASA - as principais concentrações estão no Mar da Escócia, na Península Antártica

O Krill Antártico tem uma distribuição circumpolar, sendo encontrado em todo o Oceano Antártico e tão ao norte quanto a Convergência Antártica . Na Convergência Antártica, a água fria da superfície da Antártica submerge abaixo das águas subantárticas mais quentes. Essa frente corre aproximadamente a 55 ° ao sul ; de lá para o continente, o Oceano Antártico cobre 32 milhões de quilômetros quadrados. Isso é 65 vezes o tamanho do Mar do Norte . No inverno, mais de três quartos desta área ficam cobertos por gelo, enquanto 24 milhões de quilômetros quadrados (9.300.000 milhas quadradas) ficam livres de gelo no verão. A temperatura da água oscila em -1,3–3 ° C (29,7–37,4 ° F).

As águas do Oceano Antártico formam um sistema de correntes. Sempre que há uma deriva do vento oeste , os estratos da superfície viajam ao redor da Antártica na direção leste. Perto do continente, a deriva do vento leste corre no sentido anti-horário. Na frente entre ambos, grandes redemoinhos se desenvolvem, por exemplo, no Mar de Weddell . Os enxames de krill nadam com essas massas de água, para estabelecer um único estoque em toda a Antártica, com troca de genes em toda a área. Atualmente, há pouco conhecimento dos padrões precisos de migração, uma vez que o krill individual ainda não pode ser marcado para rastrear seus movimentos. Os maiores cardumes são visíveis do espaço e podem ser rastreados por satélite. Um enxame cobriu uma área de 450 quilômetros quadrados (170 milhas quadradas) de oceano, a uma profundidade de 200 metros (660 pés) e estima-se que contenha mais de 2 milhões de toneladas de krill. Pesquisas recentes sugerem que o krill não simplesmente flutua passivamente nessas correntes, mas as modifica. Movendo-se verticalmente através do oceano em um ciclo de 12 horas, os enxames desempenham um papel importante na mistura de águas mais profundas e ricas em nutrientes com água pobre em nutrientes na superfície.

Ecologia

O krill antártico é a espécie-chave do ecossistema antártico além da plataforma costeira e fornece uma importante fonte de alimento para baleias , focas (como focas leopardo , focas e focas caranguejeiras ), lulas , peixes-gelo , pinguins , albatrozes e muitas outras espécies de pássaros . As focas caranguejeiras desenvolveram até dentes especiais como uma adaptação para capturar essa fonte de alimento abundante: seus incomuns dentes multilobados permitem que essa espécie peneire o krill da água. Sua dentição parece um coador perfeito, mas como funciona em detalhes ainda é desconhecido. Os caranguejos são a foca mais abundante do mundo; 98% de sua dieta é composta de E. superba . Essas focas consomem mais de 63 milhões de toneladas de krill a cada ano. As focas leopardo desenvolveram dentes semelhantes (45% de krill na dieta). Todas as focas consomem 63-130 milhões de toneladas, todas as baleias 34-43 milhões de toneladas, pássaros 15-20 milhões de toneladas, lulas 30-100 milhões de toneladas e peixes 10-20 milhões de toneladas, totalizando 152-313 milhões de toneladas de consumo de krill cada ano.

O intervalo de tamanho entre o krill e sua presa é incomumente grande: geralmente leva três ou quatro passos das pequenas células fitoplanctônicas de 20 μm para um organismo do tamanho do krill (via copépodes pequenos , copépodes grandes, misídeos e peixes de 5 cm ). E. superba vive apenas no Oceano Antártico. No Atlântico Norte, Meganyctiphanes norvegica e no Pacífico, Euphausia pacifica são as espécies dominantes.

Biomassa e produção

A biomassa do krill antártico foi estimada em 2009 em 0,05 gigatoneladas de carbono (Gt C), semelhante à biomassa total dos humanos (0,06 Gt C). A razão pela qual o krill antártico é capaz de acumular biomassa e produção tão altas é que as águas ao redor do continente gelado da Antártica abrigam uma das maiores assembléias de plâncton do mundo, possivelmente a maior. O oceano está repleto de fitoplâncton ; conforme a água sobe das profundezas para a superfície inundada de luz, ela traz nutrientes de todos os oceanos do mundo de volta para a zona fótica, onde estão novamente disponíveis para os organismos vivos.

Assim, a produção primária - a conversão da luz solar em biomassa orgânica, a base da cadeia alimentar - tem uma fixação anual de carbono de 1–2 g / m 2 no oceano aberto. Perto do gelo, pode atingir 30–50 g / m 2 . Esses valores não são excepcionalmente altos, em comparação com áreas muito produtivas como o Mar do Norte ou regiões de ressurgência , mas a área sobre a qual ocorre é enorme, mesmo em comparação com outros grandes produtores primários, como as florestas tropicais . Além disso, durante o verão austral, há muitas horas de luz do dia para abastecer o processo. Todos esses fatores tornam o plâncton e o krill uma parte crítica do ecociclo do planeta.

Declínio com pacote de gelo encolhendo

Temperatura e área de gelo ao longo do tempo, após dados compilados por Loeb et al. 1997. A escala do gelo é invertida para demonstrar a correlação; a linha horizontal é o ponto de congelamento - a linha oblíqua é a média da temperatura.

Um possível declínio na biomassa de krill da Antártica pode ter sido causado pela redução da zona de gelo devido ao aquecimento global . O krill antártico, especialmente nos estágios iniciais de desenvolvimento, parece precisar das estruturas de gelo para ter uma chance razoável de sobrevivência. O bloco de gelo fornece recursos naturais semelhantes aos de uma caverna, que o krill usa para escapar de seus predadores. Nos anos de baixa compactação de gelo, o krill tende a dar lugar a salps , um filtro alimentador flutuante em forma de barril que também pasta no plâncton.

acidificação do oceano

Outro desafio para o krill antártico, assim como para muitos organismos calcificantes (corais, mexilhões bivalves, caracóis etc.), é a acidificação dos oceanos causada pelo aumento dos níveis de dióxido de carbono. O exoesqueleto de krill contém carbonato, que é suscetível à dissolução em condições de baixo pH . Já foi demonstrado que o aumento do dióxido de carbono pode interromper o desenvolvimento dos ovos de krill e até mesmo impedir a eclosão do krill juvenil, levando a futuras diminuições geograficamente generalizadas no sucesso de incubação do krill. Os efeitos adicionais da acidificação dos oceanos no ciclo de vida do krill, entretanto, permanecem obscuros, mas os cientistas temem que isso possa ter um impacto significativo em sua distribuição, abundância e sobrevivência.

Pescarias

Captura mundial anual de E. superba , compilada a partir de dados da FAO .

A pesca do krill antártico é da ordem de 100.000 toneladas por ano. As principais nações responsáveis ​​pela captura são Coréia do Sul , Noruega , Japão e Polônia . Os produtos são utilizados como ração animal e isca para peixes. A pesca do krill é difícil de operar em dois aspectos importantes. Primeiro, uma rede de krill precisa ter malhas muito finas, produzindo um arrasto muito alto , o que gera uma onda de arco que desvia o krill para os lados. Em segundo lugar, as malhas finas tendem a entupir muito rápido.

Outro problema é trazer a captura de krill a bordo. Quando toda a rede é retirada da água, os organismos se comprimem, resultando em grande perda de líquidos do krill. Experimentos foram realizados para bombear krill, ainda na água, através de um grande tubo a bordo. Redes especiais de krill também estão em desenvolvimento. O processamento do krill deve ser muito rápido, pois a captura se deteriora em várias horas. Seu alto teor de proteínas e vitaminas torna o krill bastante adequado tanto para o consumo humano direto quanto para a indústria de ração animal.

Visões futuras e engenharia oceânica

Apesar da falta de conhecimento disponível sobre todo o ecossistema antártico, experimentos em larga escala envolvendo o krill já estão sendo realizados para aumentar o sequestro de carbono : em vastas áreas do Oceano Antártico há abundância de nutrientes, mas ainda assim o fitoplâncton não cresce muito. Essas áreas são denominadas HNLC (alto nutriente, baixa clorofila). O fenômeno é chamado de Paradoxo Antártico e ocorre porque está faltando ferro . Injeções relativamente pequenas de ferro de navios de pesquisa desencadeiam florescências muito grandes, cobrindo muitos quilômetros. A esperança é que tais exercícios em larga escala retirem o dióxido de carbono como compensação pela queima de combustíveis fósseis .

Referências

Leitura adicional

links externos

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