20-year study of deep reefs finds algae meadows and swaths of continuous coral with the highest rate of species found nowhere else in Earth’s seas
The “twilight zone” of Hawaii’s deep coral reefs are home to vast algae meadows and support the highest rates of species found nowhere else in Earth’s seas, scientists have discovered.
A 20-year study of the archipelago’s poorly-explored mesophotic – middle light – coral zone also found the deep-reef habitats are home to many unique and distinct species not found on shallow reefs with vast areas of 100% coral cover.
While much is known about shallow, tropical coral habitats, the richness, diversity and ecological importance of these deep sea ecosystems, found at depths of 30-150 metres, has only recently been understood.
In one of the largest and most comprehensive studies of its kind, published on Tuesday in the journal PeerJ, the entire 2,590km Hawaiian archipelago was covered over two decades using a combination of submersibles, remote-operated vehicles, drop cameras, data recorders and advanced diving techniques.
A major focus of the study was to document extensive areas of 100% coral cover at depths of 90m (300 feet) or more off the islands of Maui and Kauai. Vast expanses of continuous coral cover were found extending for tens of square kilometres, dominated by stony, reef-building corals in the genus Leptoseris, a plate-like coral adapted for deepwater environments.
“These are some of the most extensive and densely populated coral reefs in Hawaii,” said Anthony Montgomery, a US Fish and Wildlife biologist and co-author of the study. “It’s amazing to find such rich coral communities down so deep.”
The study identified more than 70 species of macroalgae in extensive meadows that support unique communities of fish and invertebrates. Both corals and algae depend on sunlight for photosynthesis, and the study attributed the existence of many of the deep reef habitats to exceptionally clear water.
“We found that the diversity of macroalgal species actually peaked at around 90m,” said Heather Spalding of the department of botany at the University ofHawaii at Mānoa and a co-author of the study. “These extensive algae meadows represent a major component of the deep-reef communities, and play a fundamentally important role in the overall ecology.”
The team of 16 researchers also found that the rate of endemism – species that exist nowhere else on the planet – increased substantially on the deep reefs. While only 17% of the fish surveyed at depths less than 30m are endemic to the Hawaiian Islands, more than half of the species below 70m are endemic. This rate increased even more in the Northwestern Hawaiian Islands, where 100% of the fish are found only in Hawaii.
“The extent of fish endemism ... is astonishing,” said Randall Kosaki, National Oceanic and Atmospheric Administration’s deputy superintendent of the Papahānaumokuākea marine national monument and a co-author of the study. “We were able to document the highest rates of endemism of any marine environment on Earth.”
The study was not without its challenges for the multidisciplinary team of scientists including geologists, biologists, and botanists: Hawaii’s “twilight zone” reefs are deeper than conventional divers can safely venture, and also too shallow for most submersible vehicles to operate.
The research group solved the problem by combining strategies: theymapped the seabed with sonar, towed cameras underneath boats along transect lines, sent remote operated cameras out and deployed divers using rebreather systems that allowed them to stay under longer alongside submersible vessels.
“Free-swimming divers and submersibles don’t often work side-by-side on scientific research projects,” said Richard Pyle, Bishop Museum researcher and lead author of the publication. “Submersibles can go much deeper and stay much longer, but divers can perform more complex tasks to conduct experiments and collect specimens. Combining both together on the same dives allowed us to achieve tasks that could not have been performed by either technology alone.”
The results have important implications for conservation management, the authors say, with deep coral reefs potentially serving as a refuge for species from shallow coral reefs.
“With coral reefs facing a myriad of threats, the finding of extensive reefs off Maui provides managers with a unique opportunity to ensure that future activities in the region, such as cable laying, dredging dump sites, and deep sewer outfalls, do not irreparably damage these reefs,” said Kimberly Puglise, an oceanographer with NOAA’s National Centers for Coastal Ocean Science.
ศึกษาแนวลึก 20 ปีพบทุ่งหญ้าสาหร่ายและเพาะปลูกปะการังอย่างต่อเนื่อง ด้วยอัตราสูงสุดของสายพันธุ์ที่พบไม่มีที่ไหนเลยอื่นในทะเลของโลก" สนธยา " ของฮาวายลึกปะการังสาหร่ายบ้านกว้างใหญ่ ทุ่งหญ้าและสนับสนุนอัตราสูงสุดของสายพันธุ์ที่พบไม่มีที่ไหนเลยอื่นในทะเลของโลก นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบการศึกษาชนิดของงานสำรวจ mesophotic –กลาง–หมู่เกาะปะการังอ่อนบริเวณยังพบแหล่งที่อยู่อาศัยแนวลึกมีบ้านหลายที่ไม่ซ้ำกันและสายพันธุ์ที่แตกต่างกันไม่พบในแนวปะการังตื้นกับพื้นที่อันกว้างใหญ่ของปะการังครอบคลุม 100%ในขณะที่เป็นที่รู้จักกันเกี่ยวกับตื้นเขตร้อน , ปะการัง , ความ หลากหลายและความสำคัญทางนิเวศวิทยาของระบบนิเวศทะเลลึกเหล่านี้ พบที่ระดับความลึกของ 30-150 เมตรเท่านั้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ เข้าใจหนึ่งในการศึกษาที่ใหญ่ที่สุดและครอบคลุมมากที่สุดของชนิดของ ที่เผยแพร่ในวันอังคารในวารสาร peerj , ทั้ง 2590km ฮาวายเกาะถูกปกคลุมกว่าสองทศวรรษ โดยใช้การรวมกันของ submersibles กล้องหล่นรถระยะไกล , การบันทึกข้อมูลและเทคนิคการดำน้ำขั้นสูงมุ่งเน้นที่สำคัญของการศึกษา คือ เอกสารที่กว้างขวางครอบคลุมพื้นที่ของปะการังที่ระดับความลึกของ 90 100% ( 300 ฟุต ) หรือมากกว่าปิดเกาะ Maui และ เกาะคา กว้างใหญ่ปกคลุมปะการังอย่างต่อเนื่อง พบการขยายหลายสิบตารางกิโลเมตร การปกครองโดยหินแนวปะการังปะการังในอาคารสกุล leptoseris , ปะการัง plate-like เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่น้ำลึก" เหล่านี้คือบางส่วนของที่ครอบคลุมมากที่สุดและมีประชากรหนาแน่น แนวปะการังฮาวาย กล่าวว่า แอนโทนี่ มอนโกเมอรี่ , สหรัฐอเมริกาปลาและสัตว์ป่านักชีววิทยาและผู้เขียนร่วมของการศึกษา . " มันน่าพิศวงเพื่อค้นหาเช่นชุมชนปะการังที่อุดมไปด้วยลงลึกมาก "ผลการศึกษาระบุว่ามากกว่า 70 ชนิดของทุ่งหญ้าที่กว้างขวาง ( ในการสนับสนุนชุมชนที่เป็นเอกลักษณ์ของปลาและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง . ทั้งปะการังและสาหร่ายขึ้นอยู่กับแสงแดดเพื่อการสังเคราะห์แสง และการศึกษาจากการดำรงอยู่ของจำนวนมากของที่อยู่อาศัยแนวลึกโคตร น้ําใส" เราพบว่า ความหลากหลายของชนิด macroalgal จริงๆมีประมาณ 90 , " กล่าวว่าเฮ Spalding กรมพฤกษศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย ofhawaii M อุบาสกโนอาและผู้เขียนร่วมของการศึกษา . " เหล่านี้อย่างละเอียดสาหร่ายทุ่งหญ้าแสดงองค์ประกอบหลักของลึกแนวชุมชนและบทบาทภาระสำคัญในระบบนิเวศโดยรวม "ทีมงานของนักวิจัยที่ 16 พบว่าอัตราถิ่น–ชนิดที่มีอยู่ไม่มีที่ไหนเลยอื่นในโลก และเพิ่มขึ้นอย่างมากในแนวลึก ในขณะที่เพียงร้อยละ 17 ของจำนวนปลาที่ความลึกน้อยกว่า 30 เมตรเป็นถิ่นเกาะฮาวาย มากกว่าครึ่งหนึ่งของสายพันธุ์ด้านล่าง 70 เมตรมีถิ่น ราคานี้เพิ่มมากขึ้นในทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือของเกาะฮาวายที่ 100% ของปลาที่พบเฉพาะในฮาวาย" ขอบเขตแห่งถิ่นปลา . . . . . . . น่าทึ่ง " แรนเดล kosaki แห่งชาติมหาสมุทรและบรรยากาศการบริหารงานของรองผู้กำกับการของ papah อุบาสกอุบาสก naumoku เก๋ทะเลอนุสรณสถานแห่งชาติและผู้เขียนร่วมของการศึกษา . " เราได้เอกสารอัตราสูงสุดของถิ่นของสภาพแวดล้อมทางทะเลบนโลก”การศึกษาไม่ได้โดยไม่มีความท้าทายสำหรับทีมสหสาขาวิชาชีพของนักวิทยาศาสตร์ ได้แก่ นักธรณีวิทยา biologists และนักพฤกษศาสตร์ : " ฮาวายสนธยา " แนวปะการังที่อยู่ลึกกว่าชนิดปกติได้อย่างปลอดภัยสามารถร่วมทุนและเกินไปตื้นสำหรับจุ่ม ยานพาหนะเพื่อใช้งานกลุ่มงานวิจัยแก้ปัญหาโดยรวมกลยุทธ์ : theymapped seabed กับ Sonar , ลากจูงเรือพร้อมกล้องใต้พื้นที่เส้นส่งระยะไกลและการใช้กล้องจากนักดำน้ำใช้เครื่องช่วยหายใจระบบที่อนุญาตให้พวกเขาอยู่ภายใต้อีกต่อไปพร้อมกับเรือจุ่ม" นักดำน้ำว่ายฟรีและ submersibles ไม่ค่อยได้ทำงานเคียงข้างกับโครงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ " Richard Pyle , พิพิธภัณฑ์บิชอปนักวิจัยและผู้เขียนหลักของสิ่งพิมพ์ " submersibles สามารถไปลึกมากและอยู่ได้นานกว่า แต่นักดำน้ำสามารถปฏิบัติงานที่ซับซ้อนมากขึ้นในการทดลองและเก็บรวบรวมตัวอย่าง รวมทั้งสองร่วมกันในเดียวกันดำน้ำให้เราสามารถบรรลุงานที่ได้ปฏิบัติมา โดยเทคโนโลยีเพียงอย่างเดียว "ผลลัพธ์มีนัยยะสำคัญในการจัดการอนุรักษ์ , ผู้เขียนกล่าวว่า ปะการังลึกอาจให้บริการเป็นที่หลบภัยสำหรับชนิด จากที่ตื้นของแนวปะการัง" กับแนวปะการังซึ่งมีมากมายของภัยคุกคามจากการหาแนวปิด Maui อย่างละเอียดให้ผู้จัดการที่มีโอกาสเพื่อให้แน่ใจว่า ในอนาคต กิจกรรมต่างๆ ในภูมิภาค เช่น การขุดลอก ทีวี , เว็บไซต์การถ่ายโอนข้อมูล และ outfalls ท่อระบายน้ำลึกไม่ได้อย่างไม่สามารถจะคืนดีความเสียหายของแนวปะการังเหล่านี้กล่าวว่า " คิมเบอร์ลี่ puglise , oceanographer กับ NOAA แห่งชาติศูนย์วิทยาศาสตร์ทางทะเลชายฝั่ง
การแปล กรุณารอสักครู่..
