DOI: https://doi.org/10.1016/j.jembe.2023.151985
تاريخ النشر: 2024-01-08
المؤلف: Carmen J. Ritter وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث علم الأحياء البحرية والبيئة
نظرة عامة
تلعب القشريات الأمفيبود دورًا حيويًا في النظم البيئية البحرية، حيث تعمل كفريسة ومفترس ومخرب حيوي ومؤشر على صحة البيئة عبر موائل متنوعة من المناطق القطبية إلى المناطق الاستوائية. على الرغم من أهميتها البيئية، خاصة في البيئات الاستوائية، هناك نقص ملحوظ في الأدبيات التي تتناول تنوعها وأدوارها الوظيفية. تؤكد هذه المراجعة على الحاجة الملحة لدراسات شاملة حول الأمفيبودات الاستوائية لفهم مساهماتها في مرونة النظام البيئي، خاصة في الموائل الحرجة مثل الشعاب المرجانية، وحقول الأعشاب البحرية، وغابات المانغروف، التي تتعرض بشكل متزايد للتهديد من تغير المناخ.
تسلط الاستنتاجات الضوء على أن الأمفيبودات ضرورية للحفاظ على هيكل ووظيفة موائلها، ومع ذلك تظل البيانات حول نظيراتها الاستوائية نادرة. يدعو المؤلفون إلى دمج مراقبة اللافقاريات الصغيرة في المسوحات الاستوائية الحالية لإنشاء بيانات أساسية حول تجمعات الأمفيبود. بالإضافة إلى ذلك، يوصون بمزيد من البحث حول أنواع الأمفيبود المختلفة عبر موائل ميكروية مختلفة، مقترنة بأساليب “أوميكس”، لتوضيح مجالاتها الوظيفية وتاريخها التطوري. تؤكد المراجعة على ضرورة توسيع جهود البحث لتشمل مجموعة أوسع من أنواع الأمفيبود ومراقبة تأثيرات الأنواع الغازية، حيث تواجه النظم البيئية الاستوائية تهديدات كبيرة قد تؤدي إلى انخفاض في التنوع البيولوجي ووظائف النظام البيئي.
مقدمة
يتكون ترتيب الأمفيبودا من سبعة تحت أوامر، مع وجود ستة منها بشكل رئيسي في البيئات البحرية. حاليًا، هناك 10,590 نوعًا معترفًا به من الأمفيبود، حوالي 79% منها بحرية. ومع ذلك، يُقدّر أن ثلث الأنواع الموجودة فقط قد تم وصفها، مما يشير إلى فجوة كبيرة في فهمنا لهذه المجموعة المتنوعة. تظهر الأمفيبودات مجموعة من خطط الجسم والأحجام، من 500 ميكرومتر إلى 340 ملليمتر، وتلعب أدوارًا بيئية حاسمة عبر موائل مختلفة، بما في ذلك كمهندسين حيويين وراعيين متوسطين. على الرغم من أهميتها، غالبًا ما يتم تجاهل الأمفيبودات في الدراسات البيئية، التي تركز بشكل أساسي على أدوارها كفريسة أو مؤشرات على صحة البيئة.
تؤكد المقدمة على الحاجة إلى زيادة البحث حول الأمفيبودات، خاصة في النظم البيئية الاستوائية مثل الشعاب المرجانية، وغابات المانغروف، وموائل الأعشاب البحرية، التي تكون عرضة بشدة لتغير المناخ وغيرها من الضغوط البشرية. تميل جهود الحفظ البحرية الحالية إلى إعطاء الأولوية للأنواع التجارية المهمة والميغافونا الجذابة، مما يترك فجوة معرفية بشأن الأهمية البيئية للأمفيبودات. تهدف هذه المراجعة إلى تسليط الضوء على الأدوار الحرجة للأمفيبودات في النظم البيئية البحرية والعواقب المحتملة لانخفاضها، داعية إلى مزيد من الدراسات الشاملة لتعزيز فهمنا لبيولوجيتها وبيئتها في مواجهة التغيرات البيئية.
نقاش
يسلط النقاش الضوء على الأدوار البيئية الحرجة للأمفيبودات البحرية عبر مختلف النظم البيئية البحرية، مؤكدًا على وظيفتها كمنتجين ثانويين رئيسيين وروابط غذائية. في المناطق القطبية، تعتبر الأمفيبودات مصدر غذاء رئيسي للعديد من الحيوانات البحرية، بما في ذلك الطيور البحرية والفقمات، حيث تجعل محتوياتها العالية من الدهون منها مغذية بشكل خاص. يمتد تأثيرها إلى المناطق المعتدلة والاستوائية، حيث تعمل كفريسة لأنواع الأسماك التجارية المهمة. على الرغم من أهميتها المعترف بها، تظل الأدوار المحددة للأمفيبودات في الموائل الاستوائية غير مستكشفة بشكل كافٍ، مما يشير إلى فجوة في فهم مساهماتها في هذه النظم البيئية.
تشارك الأمفيبودات أيضًا في التخريب الحيوي، مما يغير ديناميات الركيزة ويؤثر على المجتمعات القاعية من خلال سلوكيات الحفر وبناء الأنابيب. يمكن أن تعزز هذه الأنشطة دورة المغذيات واستقرار الرواسب، على الرغم من أنها قد تؤدي أيضًا إلى تفاقم التآكل الساحلي في ظل ظروف معينة. بالإضافة إلى ذلك، تلعب الأمفيبودات دورًا كبيرًا ك scavengers و detritivores، مما يسهل إعادة تدوير المواد العضوية وتدفق المغذيات في البيئات البحرية العميقة. توضح تفاعلاتها مع النباتات البحرية والطحالب المزيد من أهميتها البيئية، حيث يمكن أن تؤثر على نمو وصحة الطحالب، مما يؤثر بدوره على شبكات الغذاء البحرية الأوسع.
ومع ذلك، تشكل التأثيرات البشرية، بما في ذلك التلوث وتدمير الموائل، تهديدات كبيرة لتجمعات الأمفيبود على مستوى العالم. تم توثيق تناول الميكروبلاستيك والتعرض لمختلف الملوثات، مما يثير القلق بشأن صحتها وإمكانية تراكم السموم في شبكات الغذاء البحرية. علاوة على ذلك، يمكن أن يؤدي إدخال أنواع الأمفيبود الغازية إلى تعطيل النظم البيئية المحلية، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من البحث لفهم آثارها البيئية ومرونة مجتمعات الأمفيبود الأصلية في مواجهة التغيرات البيئية.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jembe.2023.151985
Publication Date: 2024-01-08
Author(s): Carmen J. Ritter et al.
Primary Topic: Marine Biology and Ecology Research
Overview
Amphipod crustaceans play vital roles in marine ecosystems, functioning as predators, prey, bioturbators, and indicators of environmental health across diverse habitats from polar to tropical regions. Despite their ecological significance, particularly in tropical environments, there is a notable lack of literature addressing their diversity and functional roles. This review emphasizes the urgent need for comprehensive studies on tropical amphipods to understand their contributions to ecosystem resilience, especially in critical habitats such as coral reefs, seagrass meadows, and mangroves, which are increasingly threatened by climate change.
The conclusions drawn highlight that amphipods are essential for maintaining the structure and function of their habitats, yet data on their tropical counterparts remain scarce. The authors advocate for the integration of small invertebrate monitoring into existing tropical surveys to establish baseline data on amphipod populations. Additionally, they recommend further research on various amphipod species across different microhabitats, coupled with “omics”-based approaches, to elucidate their functional niches and evolutionary history. The review underscores the necessity of expanding research efforts to encompass a broader range of amphipod species and to monitor the impacts of invasive species, as tropical ecosystems face significant threats that could lead to declines in biodiversity and ecosystem functionality.
Introduction
The order Amphipoda comprises seven suborders, with six predominantly found in marine environments. Currently, there are 10,590 recognized amphipod species, approximately 79% of which are marine. However, it is estimated that only one-third of existing species have been described, indicating a significant gap in our understanding of this diverse group. Amphipods exhibit a range of body plans and sizes, from 500 μm to 340 mm, and play crucial ecological roles across various habitats, including as bioengineers and mesograzers. Despite their importance, amphipods are often overlooked in ecological studies, which primarily focus on their roles as prey or indicators of environmental health.
The introduction emphasizes the need for increased research on amphipods, particularly in tropical ecosystems such as coral reefs, mangroves, and seagrass habitats, which are highly vulnerable to climate change and other anthropogenic stressors. Current marine conservation efforts tend to prioritize commercially important species and charismatic megafauna, leaving a knowledge gap regarding the ecological significance of amphipods. This review aims to highlight the critical roles of amphipods in marine ecosystems and the potential consequences of their decline, advocating for more comprehensive studies to enhance our understanding of their biology and ecology in the face of environmental change.
Discussion
The discussion highlights the critical ecological roles of marine amphipods across various marine ecosystems, emphasizing their function as key secondary producers and trophic links. In polar regions, amphipods are a primary food source for numerous marine animals, including seabirds and seals, with their high lipid content making them particularly nutritious. Their influence extends to temperate and tropical regions, where they serve as prey for commercially important fish species. Despite their recognized importance, the specific roles of amphipods in tropical habitats remain underexplored, indicating a gap in understanding their contributions to these ecosystems.
Amphipods also engage in bioturbation, altering substrate dynamics and influencing benthic communities through their burrowing and tube-building behaviors. This activity can enhance nutrient cycling and sediment stability, although it may also exacerbate coastal erosion under certain conditions. Additionally, amphipods play a significant role as scavengers and detritivores, facilitating organic matter recycling and nutrient flow in deep-sea environments. Their interactions with marine plants and algae further illustrate their ecological significance, as they can influence algal growth and health, thereby affecting broader marine food webs.
However, anthropogenic impacts, including pollution and habitat destruction, pose significant threats to amphipod populations globally. The ingestion of microplastics and exposure to various pollutants have been documented, raising concerns about their health and the potential for bioaccumulation of toxins in marine food webs. Furthermore, the introduction of invasive amphipod species can disrupt local ecosystems, highlighting the need for further research to understand their ecological implications and the resilience of native amphipod communities in the face of environmental change.