Suspensivorøs mikrofagi

Den suspensive mikrofagen (på engelsk "  filterfeeding  ") er en fôringsmåte som består i å mate på organismer av veldig liten størrelse ( fytoplankton , zooplankton ) eller på organiske matpartikler ( microphagy ) ved å filtrere dem fra det vannmiljøet de er i. i suspensjon .

Denne næringsmetoden gjelder derfor - per definisjon - akvatiske dyr (kjent som "  suspensivores  ". Den er i motsetning til den deponerende mikrofagien , som gjelder partikkelformet mat som er avsatt på bunnen eller festet til sedimentene . Både krever og fremkaller spesialiserte tilpasninger .

Partiklene som samles og konsumeres av filtermatere er planteplankton, dyreplankton, levende eller døde , eller utskillelser eller ekskrementer produsert av sistnevnte eller av andre organismer.

Filtermatere inkluderer en stor undergruppe av dyr som kalles "  suspensivores  ". For eksempel er det muslinger , krill , svamper , men også arter av pattedyr som hval og dugong og mange fisk inkludert noen haier (f.eks. Basking hai ). Noen fugler, inkludert flamingoer som ser ut til å være de mest "spesialiserte", er også filtermatende organismer takket være et nebb hvis sider (i flamingo) eller det indre (i noen ender) er foret med strimler i form av en "kam".

Visse arter ( svamper , koraller , cnidarians ... har kolonial oppførsel) og kan bidra til dannelsen av skjær og marine karbonvask (i form av kalsiumkarbonat CaVSO 3 hovedsakelig).

Økologi og fysiologi

Takket være forskjellige fysiologiske tilpasninger har filtermatere dukket opp i nesten alle vannmiljøer, hvor de spiller en veldig viktig, til og med stor rolle i:

Disse organismene spiller også en rolle i den permanente blandingen av vannlag (hvor de er til stede), hvorav noen deltar i bioturbasjonsfenomener , som er utbredt for store haier eller hvaler.

Tre elementer er involvert i enhver filtreringsprosess (De modulerer effektiviteten og andre egenskaper):

1) på partiklene  : de er inerte eller bevegelige, og kjennetegnes ved deres størrelse, vekt, form og struktur og elektrostatisk ladning i tilfelle av meget små partikler.
Spørsmål om økotoksisitet eller smak kan noen ganger oppstå; 2 °) på væsken  : her er det vann, som er mer eller mindre turbulent, livlig eller stillestående (hastighet), animert i kontinuerlig strøm (i en elv) eller med bakover og fremover virkninger (bølger av stein eller sand fjæra). Dette vannet er mer eller mindre tett eller tyktflytende avhengig av saltinnhold, hardhet, temperatur og innhold av forskjellige elementer (inkludert slimhinne ).
Den fluiddynamikk , avhengig av tilfellet, letter eller inhiberer fangst av plankton filter (f.eks Dreissena polymorpha- og Dreissena bugensis hold på mindre enn plankton når strømmen er svært lav eller meget høy). Omrøring av vann øker nivået av oksygen og suspenderte partikler. Ifølge "Vi vil bedre forstå dynamikken i den trofiske kjeden til disse økosystemene når vi tar hensyn til effekten av væskedynamikk på organismenes evne til å filtrere mat og på lokal transport av seston ved turbulent blanding . " 3) det filter  : Det kan være en passiv eller aktiv system (trap), ofte med spesialiserte organer, inkludert fiber eller bust plater, porøsitet og / eller mucus ... Forskjellige strategier er blitt utviklet av utvikling for å unngå eller omgå filtertilstopping problemer

Rubenstein skiller i filterorganismer fem hovedfiltreringsmekanismer (som kan kombineres):

  1. direkte avskjæring av partikler;
  2. intial impaction;
  3. gravitasjonsavsetning (passiv fangst av organismen);
  4. diffusjon av partikler utstyrt med motilitet eller avsetning;
  5. elektrostatisk fangst (effektiv bare når strømmen er veldig lav).

De første ligningene som ble brukt for å modellere filtreringskapasiteten til vannorganismer, stammer fra de som brukes til filtrering av aerosoler . De skal valideres ved laboratorieeksperimenter og observasjoner gjort i naturen.

Innsatser

Tilstand, press og trusler for “filtermatere”, økosystemtjenester

Den økologiske betydningen av disse organismene som filtermatere eller revbiobyggingsorganismer er først nylig etablert. Mange filtermatere er "  tilretteleggerarter  ", eller til og med "  ingeniørarter  ", eller keystone-arter i tilfelle koraller.

Viktigste filter feeders har blitt overbeskattet, inkludert hvaler, sjøkuer, skilpadder, blåskjell og østers og andre skjell slik at deres populasjoner har raskt kollapset i XIX th og XX th  århundre, har i beste fall gjen bare en liten del av deres tidligere overflod . Overfiske av pelagiske arter eller revarter, og særlig haier eller fisk beregnet på fiskemel, fortsetter, selv om antall fangster knyttet til samme fiskeriinnsats for noen arter er redusert betydelig for noen arter.

Økologisk betydning

Suspensjonsmatere har stor økosystemvikt, først og fremst spiller en viktig rolle i selvrensingen av miljøet, og gir dermed uerstattelige økosystemtjenester . Noen av dem (spesielt Chironomidae, muslinger og koraller spiller også en viktig rolle i karbonsyklusen og andre elementer).

Når det gjelder muslinger; de fleste er filtermatere (bare noen få arter er rovdyr og / eller borere).

Den nephridia (ekvivalent av nyre og excretory organer) av disse bløtdyr tillate dem å filter og fjerne avfalls, forurensende stoffer eller biologiske giftstoffer. Noen av disse giftstoffene brytes ned, metaboliseres eller fikseres i dyrets kjøtt, andre akkumuleres delvis i skallet når det vokser ( avgiftningsstrategi ), og andre kan elimineres under form av utskillelse som kan integreres i sedimentet der de vil forbli ufarlig til sedimentet blir forstyrret eller utnyttet til mat eller som habitat av andre arter.

Noen muslinger lever begravet i sand, gjørme eller i et galleri gravd i tre eller stein. De mates gjennom en sifonåpning på overflaten av sedimentet eller galleriet deres.

Dermed suger østers (funnet frem til inngangen til visse elvemunninger i brakkvann) vann ved å slå øyenvippene . Den fytoplankton , zooplankton , de bakterier og andre partikler som er suspendert i vannet fanges opp og fanget av gjellene og slim , og deretter transportert til fordøyelseskanalen , hvor de blir fordøyd og "restene" utvist som avføring eller "  pseudofecess  ".
Hver østers filtrerer dermed opptil fem liter vann i timen, og en enkelt elvemunning kan inneholde millioner av østers som en gang til og med dannet ekte skjær som kan spille både en rolle som beskyttelse eller lindring mot stormer , bølger eller små tsunamier ; og en hovedrolle av ly for fisk og andre arter og for filtrering.

Arkivene og sjøkart og kystkart bevarer vitnesbyrd og mange navn på steder som fremkaller revene eller den store overflod av østers, perleøsters eller konkylie  ; en gang så rikelig at de lokalt utgjorde en fare for navigasjonen. Det er stort sett bare tomme skall igjen i dag, på grunn av forurensning, innføring av parasitter, port eller brakkvanns utvikling, utnyttelse av skjell eller ødeleggelse av trål. Eller ved overbeskatning av skalldyr kolonier av shore fiske . Denne regresjonen har økologiske konsekvenser.

Skjellene holder seg relativt godt og kan dateres. De paleontologene og økologer og naturlige arkiver har vår paleomiljø- , for å studere variasjoner i overflod av blåskjell eller østers over aldre. Vi vet at europeiske østersbestander i omtrent 1200 år først har holdt seg veldig stabile (i nesten 1000 år), med fødsler som kompenserer for naturlig dødelighet. Da de kraftig økte, i sammentreff med en økt inngang av sedimenter fra jorden, knyttet til økt avrenning, indusert av ødeleggelse av våtmarker og erosjon forårsaket av den sterke utviklingen i landbruket pløying fra 1750-tallet . Østersbiomassen tredoblet seg deretter i løpet av et århundre (fra 1830 til 1930 ) og fikk en enda mer dramatisk utvikling tidlig på XIX -  tallet (8 ganger økning på 50 år) til en "topp" -økning, i 1884 , før en plutselig kollaps av østers rev populasjoner, hovedsakelig på grunn av mekanisk mudring av kanaler, havner, elvemunninger, for navigasjonsformål eller for utnyttelse av skallene som ble knust og brukt som landbruks endringen og tilskudd i for for fjærkre (kalsiumkilde for egg). Dataene tilgjengelig for Europa “viser tydelig at østers var i stand til å begrense risikoen for eutrofiering forårsaket av økt næringsinngang fra 1750 til 1930 , før populasjonene kollapset som et resultat av deres overfiske  ”  ; Forskere har anslått at de en gang blomstrende østersbestandene i Chesapeake Bay filtrerer ekvivalent av hele volumet vann i elvemunningen med overflødig næringsstoffer hver tredje eller fjerde dag. I dag har østers gått tilbake, og næringsstoffene har økt, noe som gjør at den samme prosessen tar nesten et år. De økosystemtjenester som tilbys av filtrerende skjell har forverret seg, forårsaker problemene med forurensning, sedimentering, svekkelse av kyst- og spredning av bakterier eller alger som kan utgjøre alvorlige økologiske problemer (selv døde soner ). Disse problemene kan forverres av lekkasjer av giftige forventes fra begynnelsen av XX th  århundre fra hundrevis av neddykkede ammunisjon depoter , i de fleste hav. Blåskjell og østers og andre filtermatere vil sannsynligvis fange opp og bioakkumulere nye forurensninger. Noen bergarter er utelukkende består av milliarder av fossile skjell skjell ofte akkumulert over flere meter tykke. De vitner om den store rollen disse artene har spilt i planetariske biogeokjemiske sykluser .

Helseviktig

Biologiske invasjonsfenomener

Mens mange innfødte arter var på vei tilbake , av grunner som ofte var dårlig forstått og på forhånd multifaktoriell, har flere arter av filtermatere, introdusert utenfor deres naturlige habitat, på få tiår blitt invasive , over hele verden.

Dette fenomenet har vært spesielt markert i ferskvann (kanaler, reservoarer, dammer og innsjøer) i Holarktis- regionen siden 1970-tallet (Eksempel: biologiske invasjoner på grunn av Dreissena polymorpha , corbicula fluminea eller, i mindre grad, Sinanodonta woodiana ... i Europa , som et eksempel). Det har blitt studert nøye på den nordlige halvkule siden 1990-tallet, men problemet oppstår også i Sør-Amerika med for eksempel den asiatiske muslingen Corbicula fluminea og den gyldne blåskjell ( Limnoperna fortunei ).

I disse tilfellene tar ikke-innfødte toskallede filtermatere på seg egenskapene til ingeniørarter som sterkt endrer miljøet, med betydelig økologisk og økonomisk innvirkning;

Noen biologer mener at “deres tekniske effekter bør få mer alvorlig vurdering under initiativer for restaurering og forvaltning av miljøet ” .

Eksempler på filterere

Fiskene

De fleste "  fôrfisk  " ("  Fôrfisk  " for engelsk) er filter.
Dette er for eksempel tilfellet for den atlantiske menhaden , som lever av plankton fanget mellom to vann, kan filtrere 4 til 15  liter vann per minutt og dermed spille en viktig rolle i klaringen av vann fra havene ( lys og UV trenger dypere inn i klart vann), karbonsyklusen og biogeokjemiske syklusene .
Disse fiskene er en naturlig brems på visse planktoniske oppblomstring og rødt tidevann som kan utgjøre alvorlige økotoksiske problemer samt dødsonene fenomener .

Foruten beinfisk som menhaden, tilhører arter av de fire underklassene av hai også filtermatergruppen.

Skalldyr

Insekter

I ferskvann, fra strømmen til flodmynningene , er forskjellige arter, slekter og familier av vanninsekter , også suspensivorer (ofte bare i larvestadiet ).

Pattedyr

Fugler

Deres nysgjerrig buede nebb er spesielt tilpasset for filtrering av gjørme eller saltvann som er rikt på dyreplankton. filtrering av animalcules er tillatt av hårete lamellignende strukturer som grenser til underkinnene , og en stor tunge med en grov overflate.

Muslinger

De Skjell er bløtdyr dobbelt skall (med to ventiler). De har i millioner av år kolonisert havene, så vel som ferskvann og brakkvann. De filtrerer vannet der. Ved å gjøre det deltar de i fangsten av karbon og kalsium ved å ekstrahere dem fra det organiske materialet i suspensjon. De hjelper også til å eliminere ulike giftstoffer fra miljøet. Mer enn 30.000 arter er kjent , inkludert kamskjell , muslinger , østers og blåskjell .

Svamper

Slekten Leuconia samler for eksempel svamper rundt 10  cm høye og 1  cm i diameter. Det anslås at vann kommer inn gjennom mer enn 80.000 kanaler med en hastighet på 6  cm per minutt. Men siden Leuconia bruker mer enn 2 millioner flaggede kamre hvis kombinerte diameter er mye større enn kanalene, blir vannstrømmen redusert i kamrene til 3,6  cm / t . En slik flyt tillater svampen å fange opp maten. Alt vannet drives ut gjennom en enkelt åpning (kjent som "  oscillatoren  ") med en hastighet på omtrent 8,5  cm per sekund, en kraft som er i stand til å deportere strålen og dens innhold i tilstrekkelig avstand fra svampen slik at den ikke alltid filtrer mye av det samme vannet der det ikke er strøm.

Cnidarians

Noen eksempler på filtermating av taxa blant cnidarians

Andre filter

Andre eksempler på følgende organisme-feedfilter:

Se også

Relaterte artikler

Eksterne linker

Bibliografi

Referanser

Noen aspekter av filtratorene vannfiltreringsaktivitet / / Hydrobiologia. 2005. Vol. 542, nr. 1 s.  275 til 286

  1. Roberto Sozzani, dugongs oppførsel , åpnet 14.07.2012
  2. Jorgensen, CB 1966. Biology of Suspension Feeding . Oxford: Pergamon. 357 s.
  3. Jorgensen, CB 1975. Comparative physiology of suspension feeding . Ann. Rev. Physiol. 37: 57-79
  4. Cloern, JE (1981a). Hva regulerer planteplanktonbiomasse i South San Francisco Bay . Am. Soc. Limnol. Oceanogr., 44. årsmøte, s.  18
  5. CB Officer, TJ Smayda and R. Mann (1982), Benthic filter feeding: a natural eutrophication control  ; Marine Ecology Progress Series, Vol. 9, s.  203-210 , 1982-07-31
  6. Vahl, 0. (1973b). Pumping og oksygenforbruk av Mytilus edulis L. av forskjellige størrelser . Ophelia 12: 45-52
  7. Boynton, WR, Kemp, W M .. Osbourne, CG (1980). Næringsstoff strømmer over sediment-vann-grensesnittet i den grumsomme sonen til en kystslett elvemunning . I: Kennedy, VS (red.) Estuarine perspektiver. Academic Press, New York, s.  93-109
  8. Kuenzler, EJ (1961). Fosforbudsjett for en blåskjellpopulatlon . Limnol. Oceanogr. 6: 400-
  9. Ackerman J. D, Effekt av hastighet på filtermating av dreissenidskjell (Dreissena polymorpha og Dreissena bugensis): implikasjoner for trofisk dynamikk; sammendrag inist / CNRS  ; Kanadisk tidsskrift for fiskeri og akvatisk vitenskap; 1999, vol. 56, nr9, s.  1551-1561 (1 s.1 / 4); ( ISSN  0706-652X )
  10. Daniel I. Rubenstein; MAR Koehl, mekanismene for filtermating: noen teoretiske betraktninger  ; American Naturalist, Vol. 111, n o  981 (september-oktober 1977), 981-994 (PDF, 15pp).
  11. LD Coen & al., Østersrevenes rolle som essensielt fiskeliv: en gjennomgang av dagens kunnskap og noen nye perspektiver  ; American Fisheries Society Symposium, 1999
  12. GB Goode, E. Ingersoll, i fiskerindustriens historie og nåværende tilstand , red. (US Department of Interior, Tiende folketelling i USA, Washington, DC, 1881, s.  1–252 .
  13. Jeremy BC Jackson et al Historisk overfiske og den nylige kollapsen av kystøkosystemer (Historisk overfiske og nylig kollaps av kystøkosystemer) , (Review); Science, bind 293 27. juli 2001, 10 s.
  14. BJ Rothschild, JS Ault, P. Goulletquer, M. He´ral, Mar. Ecol. Prog. Ser. 111, 29 (1994)
  15. Revene: økologiske betydning; Ed: NOAA (US National Oceanic and Atmospheric Administration), konsultert 2008-01-16 (død lenke notert i oktober 2010)
  16. De sammenlignende rollene til suspensjon som lever i økosystemer. Springer. Dordrecht, 359 s.
  17. Mann, R., Ryther, JH (1977). Vekst av seks arter av toskallede bløtdyr i et system for gjenvinning av avfall . Havbruk 11: s.  231 og følgende
  18. Brown, AWA, Deom OJ 1973 Sammendrag: Helseaspekter av menneskeskapte innsjøer. I menneskeskapte innsjøer: deres problemer og miljøeffekter , Geophys. Monogr. Ser. 17, red. WC Ackermann, GF White, EB Worthington, s.  755-68 . Washington DC: Am Geophys. Union
  19. Heyneman, D. 1971. Feilhjelp til den tredje verden: Sykdomseffekter forårsaket av økologisk uvitenhet . Kan. J. Folkehelse 62: 303-13
  20. Merritt, RW, Newson, HD 1978. Økologi og forvaltning av leddyrpopulasjoner i rekreasjonsland . In Perspectives in Urban Entomology, red. GW Frankje, CS Koehler, s.  125 - 62. New York: Akademisk
  21. Mouthon, J. (2008), Discovery of Sinanodonta woodiana (Lea, 1834) (Bivalvia: Unionacea) i et eutrofisk reservoar: Grand Large oppstrøms Lyon (Rhône, Frankrike)  ; MalaCo, 5: 241-243. Publisert på http://www.journal-malaco.fr
  22. Gustavo Darrigran, potensiell innvirkning av filtermatende inntrengere på tempererte innlands ferskvannsmiljøer  ; Biologiske invasjoner, 2002, bind 4, nummer 1-2, side 145-156 ( sammendrag )
  23. Ronaldo Sousa, Jorge L. Gutiérrez og David C. Aldridge, ikke-innfødte invasive muslinger som økosystemingeniører  ; Biologiske invasjoner Volum 11, nummer 10 (2009), 2367-2385, DOI: 10.1007 / s10530-009-9422-7 ( Sammendrag )
  24. (in) H. Bruce Franklin, "  Netto tap: erklære krig mot Menhaden  " , Mother Jones ,Mars 2006(åpnet 27. februar 2009 ) lang artikkel om menhadens rolle i økosystemresultater og muligoverfiske
  25. Ed. Ranier Froese og Daniel Pauly, Rhincodon typus  ; Ed: FishBase, konsultert 2006-09-17
  26. Martin, R. Aidan .. Elasmo Research . ReefQuest, åpnet 2006-11-17
  27. Hvalhai  ; Iktyologi ved Florida Museum of Natural History ( Iktyologi ved Natural History Museum of Florida). Tilgang til 2006-09-17
  28. C. Knickle, L. Billingsley & K. DiVittorio. Biologiske profiler soling hai  ; Florida naturhistoriske museum. Tilgang 2006-08-24.
  29. Wim Hoogenboezem, Jos GM van den Boogaart, Ferdinand A. Sibbing, Eddy HRR Lammens, Arie Terlouw, Jan WM Osse, A New Model of Particle Retention and Branchial Sieve Adjustment in Filter-Feeding Bream (Abramis brama, Cyprinidae)  ; Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 1991, 48 (1): 7-18, 10.1139 / f91-002, online 2011-04-11 ( Sammendrag )
  30. Kils, U.: Svømming og fôring av Antarktis Krill, Euphausia superba - noen fremragende energetikk og dynamikk - noen unike morfologiske detaljer . I Berichte zur Polarforschung, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research
  31. TW Budd, JC Lewis, ML Tracey, Filterforing apparat i kreps  ; Canadian Journal of Zoology , 1978, 56 (4): 695-707, 10.1139 / z78-097 ( Sammendrag )
  32. J. Bruce Wallace og Richard W. Merrit, filtermatende økologi av vanninsekter  ; Årlig gjennomgang av Entomology, 1980, 25-103-32
  33. Brennan, A. & AJ McLachlan, 1979. Tubes and tube building in a lotic chironomid (Diptera) community . Hydrobiologia 67: 173–178
  34. McLachlan, AJ 1977. Noen effekter av rørform på fôring av Chironomus plumosus LJ Anim. EcoL 46: 139-46 131. McLachlan ( Sammendrag )
  35. Kurtak, DC 1973. Observasjoner om filtermating av svarte fluer . PhD-avhandling. Cornell Univ., Ithaca. 157 s.
  36. Kurtak, DC 1978. Effektivitet ved filtermating av svarte fluelarver . Kan. J. ZooL 56: 1608-23
  37. Shapas, f..J., Hilsenhqff, WL 1976. Fôringsvaner til Wisconsons dominerende lotiske Plecoptera, Ephemeroptera og Trichoptera . Great Lakes Entomol. 9: 175-88 195.
  38. Wiggins, GB 1977. Larver fra den nordamerikanske Caddisfly-genera . Toronto: Univ. Toronto Press. 401 s
  39. Artikkel fra Larousse platypus leksikon , konsultert 2012-06-14
  40. Sandra E. Shumway, valg av partikler, inntak og absorpsjon i filtermatende muslinger  ; Journal of Experimental Marine Biology and EcologyVolume 91, Issues 1–2, 5. september 1985, sider 77–92 ( abstrakt )
  41. Se Hickman og Roberts (2001) Integrerte prinsipper for zoologi - 11. utg., S.247
  42. Slo TH et al. Fylogeni av annelider og status for Sipuncula og Echiura; Journal = BMC Evolutionary Biology, Vol. 7; 57 Utgiver = BioMed Central; 05/27/2007 ( sammendrag  ; Doi: 10.1186 / 1471-2148-7-57