Đang tải... (xem toàn văn)
Năm 1977, hệ sinh thái ống thủy nhiệt đầu tiên được phát hiện tại Khe nứt Galapagos (86o Tây, 1o Bắc) trên đới nâng Đông Thái Bình Dương, ở độ sâu 2.500m. Từ đó, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, càng nhiều hệ sinh thái ống thủy nhiệt biển sâu được phát hiện và nghiên cứu. Đến năm 2000, đã có 500 loài mới được phát hiện ở các hệ sinh thái này. Quần xã sinh vật sống ở đây với trên 80% là loài đặc hữu (endemic species), không chỉ có hình dạng kỳ lạ mà còn có những phương thức sống rất đặc biệt để thích nghi với môi trường sống khắc nghiệt. Áp suất ở đây rất cao thường trên 250atm, nhiệt độ nước biển thấp khoảng 2oC nhưng nhiệt độ dòng thủy nhiệt rất cao trên 50oC và có khi lên đến 400oC, độ pH rất thấp hoặc rất cao (dưới 5 hoặc trên 9). Các chuỗi thức ăn ở trong hệ sinh thái ống thủy nhiệt biển sâu đều bắt đầu từ vi khuẩn. Dựa theo cách thức dinh dưỡng có thể chia ra 4 nhóm sinh vật sống ở đây: vi khuẩn, nhóm động vật ăn vi khuẩn hay sống cộng sinh với vi khuẩn, nhóm động vật bắt mồi và nhóm động vật ăn xác thối.
HỆ SINH THÁI ỐNG PHUN THỦY NHIỆT BIỂN SÂU Báo cáo chuyên đề Học viên thực hiện Trần Ngọc Chinh MSHV M000605 Sinh học môi trường biển NỘI DUNG 1. Sự hình thành ống phun thủy nhiệt biển sâu 2. Đặc điểm môi trường 3. Quần xã sinh vật xung quanh ống phun thủy nhiệt 4. Ý nghĩa - Vai trò của ống phun thủy nhiệt 5. Nghiên cứu – Khai thác – Bảo tồn hệ sinh thái ống phun thủy nhiệt Tài liệu tham khảo Sự hình thành ống phun thủy nhiệt biển sâu Nước biển thấm qua và tuần hoàn trong lớp vỏ Trái Đất dòng nước phun trở lại nóng, giàu khoáng chất khoáng chất kết tủa thành cấu trúc dạng ống khói. Ống phun thủy nhiệt cao 2 m/năm cao >12 m. 2 loại ống phun thủy nhiệt Nhiệt độ: < 150°C. Dòng thủy nhiệt giàu CH4, H2, lượng ion kim loại và H2S thấp. pH 9-10. Hệ sinh thái: vi khuẩn chiếm ưu thế, sinh khối động vật thấp. Nơi hoạt động kiến tạo yếu. Dòng thủy nhiệt giàu sulfit, sắt, CO2, H2S, H+. pH 2-5. Nhiệt độ: 300°- 400°C. Nơi hoạt động kiến tạo mạnh. Hệ sinh thái đa dạng. “White Smoker” “ Black Smoker” Ống thủy nhiệt (chấm đỏ) hình thành ở những nơi có hoạt động kiến tạo của vỏ Trái Đất hệ thống sống núi giữa đại dương. 1977, hệ sinh thái ống thủy nhiệt đầu tiên được phát hiện tại Galapagos. 86°Tây, 1°Bắc. . 7/2008. Cum ống thủy nhiệt Loki’ Castle .73°30′ Bắc, 8° Đông. 12/2000. Vùng thủy nhiệt tại Lost City. 30° Bắc. . 2003. Ashadze vùng ống thủy nhiệt sâu nhất. 12°58′ Bắc 44°51′ Tây. Hệ sinh thái ống thủy nhiệt tại Vết nứt Galapagos. Trên Đới nâng Đông Thái Bình Dương, độ sâu 2.500m. Nhiệt độ dòng thủy nhiệt 300 - 400°C. pH 3.5 - 5. Gồm các “Black Smoker”. Thành phần loài đa dạng: hải quỳ, nhện biển, sứa, giun nhiều tơ, giun ống, hà, ốc, vẹm, trai, cua, tôm, cá và vi khuẩn. 3 loài ưu thế Calyptogena magnifjca Riftia pachyptila và Bathymodiolus thermophilus Hệ sinh thái thủy nhiệt tại Lost City Độ sâu 800m, sống núi giữa Đại Tây Dương. Dòng thủy nhiệt: 40 - 90°C, pH 9-11, giàu CH4, H2, nghèo kim loại và H2S. Chỉ có các “White Smoker”. Sinh vật: - Hệ vi khuẩn phát triển, vi khuẩn oxy hóa metan và sulfur chiếm ưu thế. - Động vật: ốc và amphipod chiếm ưu thế. Giun nhiều tơ, giun tròn, euphausids, trùng lỗ, ostracods, giáp xác chân miệng, bọt biển, sao biển, cá, cua Sinh khối loài thấp nhưng đa dạng về thành phần loài. wreckfish Độ sâu 4080 m, trên sống núi Bắc Đại Tây Dương. Hệ sinh thái ống thủy nhiệt Ashadze. Nhiệt độ dòng thủy nhiệt 370°C. pH 3.9. Gồm các “Black Smoker”. Thành phần loài đa dạng: vi khuẩn, ốc, giun nhiều tơ, hải quỳ, động vật chân đốt, sao biển, cá… Maractis rimicarivora Phyllochaetopterus polus Loài ưu thế Rimicaris exoculata Mirocaris fortunata (loài mới) Hệ sinh thái ống thủy nhiệt tại cụm ống thủy nhiệt Loki’ Castle Độ sâu 2.352 m trên sống núi giữa Bắc Băng Dương. Cụm 4 “Black Smoker”, cao đến 13m. Nhiệt độ dòng thủy nhiệt: 310–320°C. pH 5,5. Hoạt động kiến tạo chậm (tốc độ tách giãn nền đáy 20 – 55mm/năm). Những nhóm loài chính: vi khuẩn, amphipod, giun nhiều tơ, ốc. Loài ưu thế Sclerolinum contortum Loài đặc hữu Amphipod Melitid . Ốc Pseudosetia griegi Loài giun nhiều tơ mới Nicomache (Loxochona) lokii sp. Đặc điểm môi trường • Không có ánh sáng Mặt Trời. • Áp suất rất cao, thường >250 atm. • Nhiệt độ nước biển ~ 2°C. • Môi trường nước giàu khoáng chất và các ion kim loại và vi khuẩn. • pH rất thấp hoặc cao. Môi trường sống cực kỳ khắc nghiệt đối với sinh vật [...]... khuẩn/ sống cộng sinh với vi khuẩn kích thước lớn Động vật bắt mồi sống Động vật ăn xác thối - Một hệ sinh thái ống thủy nhiệt đa dạng có thể hình thành trong một vài năm - Hệ sinh thái ống thủy nhiệt duy trì phụ thuộc hoạt động của ống thủy nhiệt - Nguyên nhân ống thủy nhiệt ngừng hoạt động: + Động đất, núi lửa phun + Khoáng chất kết tủa bịt miệng phun + Nguồn cung cấp cạn kiệt - Ống thủy nhiệt có thể... ít hơn - Những ống thủy nhiệt là những “ốc đảo“ biển sâu - Trên 500 loài mới được phát hiện (2000) - Các sinh vật sống xung quanh ống thủy nhiệt có phương thức sống khác thường -Hệ sinh vật có tính đặc hữu cao, 80% là loài đặc hữu - Các nhóm sinh vật chính: vi khuẩn, chân bụng, loài hai mảnh vỏ, giun ống, giun nhiều tơ, giáp xác Sự phân tán sinh vật giữa các hệ sinh thái ống thuỷ nhiệt Bathymodiolid...Quần xã sinh vật xung quanh ống phun thủy nhiệt Cơ sở dinh dưỡng: Nguồn khoáng chất từ dòng thủy nhiệt và Quá trình hóa tổng hợp của vi khuẩn A (chất vô cơ) + O2 Vi khuẩn Vi khuẩn CO2 + RH2 + Q AO2 + Năng lượng (Q) chất hữu cơ Mạng lưới thức ăn của quần xã sinh vật xung quanh ống thủy nhiệt Vi khuẩn sống cộng sinh Vi khuẩn trên nền đáy… Sự phát triển quần xã sinh vật xung quanh ống phun thủy nhiệt Vi... - Thay đổi suy nghĩ của con người về biển sâu và sự sống trên Trái Đất - Cơ sở cho các thuyết về sinh vật và sinh học khí quyển mới - Nguồn tài nguyên khoáng sản mới - Enzyme của một số loài vi khuẩn được sử dụng trong công nghệ sinh học, hóa học, y học… Đối với sinh vật và môi trường biển: - Là môi trường sống cho các sinh vật biển sâu - Duy trì đa dạng sinh học biển sâu - Cung cấp khoáng chất cho... bố quần xã sinh vật ống thủy nhiệt trên thế giới Vi khuẩn Chlorobium bathyomarinum Phylum Chlorobi Class Chlorobia Order Chlorobiales Family Chlorobiaceae Genus Chlorobium Species C bathyomarinum - Tìm thấy tại “Black smoker” ở độ sâu 2500m ngoài khơi bờ biển Mexico, Thái Bình Dương, năm 2005 - Vi khuẩn lưu huỳnh màu lục - Quang tự dưỡng, kị khí bắt buộc - Sử dụng ánh sáng mờ từ dòng thủy nhiệt cho... đa dạng sinh học biển sâu - Cung cấp khoáng chất cho đại dương Nghiên cứu – Khai thác – Bảo tồn Các nghiên cứu, thăm dò HST thủy nhiệt liên tục được tiến hành HST thủy nhiệt được nhiều tổ chức và các nhà khoa học ở nhiều lĩnh vực quan tâm Vấn đề khai thác và bảo tồn HST thủy nhiệt vẫn đang được thảo luận Xe ABE Tàu lặn Alvin Thiết bị cảm biến CTD Xe AUTOSUB Tàu lặn ROV Thiết bị định vị TOBI TÀI LIỆU... Easter phía đông nam Thái Bình Dương Độ sâu 2200m Là họ, giống, loài mới Dài ~ 15cm Mắt mù Các sợi lông tác dụng như anten và là nơi cua “nuôi” vi khuẩn Ăn vẹm, vi khuẩn Cá Thermarces cerberus Phylum Chordata Class Actinopterygii Order Perciformes Family Zoarcidae Genus Thermarces Species T cerberus Sống gần các ống thủy nhiệt vùng Đới nâng Đông Thái Bình Dương Độ sâu 2.500m, nhiệt độ 8–12°C Chiều... màu đỏ chứa hemoglobin Cộng sinh nội bào với vi khuẩn oxi hóa sulfide Chemosynthetic Pathways in Riftia Trai trắng Calyptogena magnifica Phylum Mollusca Class Bivalvia Order Veneroida Family Vesicomvidae Genus Calyptogena Species C magnifica Có thể dài đến >20cm Máu có hemoglobin Vi khuẩn oxi hóa sulfide sống cộng sinh trong mang Là loài đặc trưng của các ống thủy nhiệt ở Thái Bình Dương Vẹm Bathymodiolus... sulfide sống cộng sinh trong mang Cũng lọc thức ăn từ môi trường Có thể sống khi hoạt động của ống thủy nhiệt giảm Giun Pompei Alvinella pompejana Phylum Annelida Class Polychaeta Order Terebellida Family Alvinellidae Genus Alvinella Species A pompejana Chiều dài khoảng 10cm, đường kính . HỆ SINH THÁI ỐNG PHUN THỦY NHIỆT BIỂN SÂU Báo cáo chuyên đề Học viên thực hiện Trần Ngọc Chinh MSHV M000605 Sinh học môi trường biển NỘI DUNG 1. Sự hình thành ống phun thủy nhiệt biển sâu 2 ống thủy nhiệt Loki’ Castle .73°30′ Bắc, 8° Đông. 12/2000. Vùng thủy nhiệt tại Lost City. 30° Bắc. . 2003. Ashadze vùng ống thủy nhiệt sâu nhất. 12°58′ Bắc 44°51′ Tây. Hệ sinh thái ống thủy nhiệt. môi trường 3. Quần xã sinh vật xung quanh ống phun thủy nhiệt 4. Ý nghĩa - Vai trò của ống phun thủy nhiệt 5. Nghiên cứu – Khai thác – Bảo tồn hệ sinh thái ống phun thủy nhiệt Tài liệu tham khảo Sự