ekosystem morski

Ekosystem morski – system ekologiczny stanowiący fragment biosfery (strefy biotycznej kuli ziemskiej) złożony z organizmów żywych zaliczanych do trzech głównych grup ekologicznych (planktonu, nektonu, bentosu) i powiązanych ze sobą siecią złożonych zależności troficznych (pokarmowych) i interakcji wewnątrz- i międzygatunkowych, i ich nieożywionego środowiska bytowania, którego warunki determinowane są głównie przez dostęp światła słonecznego, temperaturę wody, stopień zasolenia wody, ciśnienie hydrostatyczne, warunki troficzne oraz ruchy wody (pływy i prądy morskie). Ekosystemy morskie, w zależności od stopnia penetracji światła słonecznego, odległości od brzegu i głębokości wody i miejsca występowania siedlisk organizmów żywych, zróżnicowane są na ekosystemy przybrzeżne (litoralne), ekosystemy otwartej toni wodnej (pelagiczne) i ekosystemy dna morskiego (bentoniczne) wyróżniające się określonymi warunkami środowiskowymi (fizycznymi, chemicznymi, geologicznymi) oraz charakterystycznym składem gatunkowym i liczebnością zespołów organizmów żywych.

Cechy charakterystyczne ekosystemu morskiego

Ekosystem morski jest systemem ekologicznym stanowiącym fragment biosfery (strefy biotycznej kuli ziemskiej) złożonym z nieożywionego środowiska przyrodniczego (biotopu) oraz żyjących w jego obrębie i ściśle od niego zależnych organizmów żywych powiązanych ze sobą siecią zależności troficznych i różnorodnych interakcji wewnątrz- i międzygatunkowych (biocenozy). Warunki środowiskowe w obrębie ekosystemu morskiego determinowane są głównie przez dostęp światła słonecznego, temperaturę wody (zależną od natężenia światła), stopień zasolenia (zależny od intensywności parowania i opadów atmosferycznych i dopływu wód słodkich), ciśnienie hydrostatyczne (zależne od głębokości akwenu), warunki troficzne (pokarmowe) (zasobność w składniki odżywcze) oraz ruchy wody (pływy i prądy morskie).

Ekosystemy morskie zamieszkiwane są przez organizmy żywe zaliczane do trzech głównych grup ekologicznych, wyróżnianych głównie ze względu na tryb życia i obecność specyficznych adaptacji do określonego środowiska wodnego – planktonu, nektonu i bentosu. Plankton jest zespołem organizmów unoszących się biernie w toni wodnej; w jego skład wchodzą głównie fotosyntetyzujące sinice i glony (fitoplankton) oraz heterotroficzne protisty i bezkręgowce morskie (zooplankton). Nekton tworzą organizmy aktywnie poruszające się w toni wodnej, zdolne do pokonywania dużych odległości (np. ryby, kałamarnice, żółwie morskie, walenie). Bentos jest zespołem organizmów związanych ze strefą denną zbiorników wodnych; w jego obrębie wyróżnia się formy osiadłe (np. ukwiały, gąbki), zakopujące się w osadach dennych (np. wieloszczety) bądź poruszające się powierzchni dna (np. rozgwiazdy, langusty).

Ekosystemy morskie, w zależności od stopnia penetracji światła niezbędnego do fotosyntezy, odległości od brzegu, głębokości wody i miejsca występowania siedlisk organizmów żywych, odznaczają się wyraźną strefowością i zróżnicowane są na ekosystemy strefy przybrzeżnej (ekosystemy litoralne), ekosystemy strefy otwartej toni wodnej (ekosystemy pelagiczne) oraz  ekosystemy strefy dennej (ekosystemy bentoniczne). Poszczególne rodzaje ekosystemów morskich wyróżniają się określonymi warunkami środowiskowymi (fizycznymi, chemicznymi, geologicznymi) oraz charakterystycznym składem gatunkowym i liczebnością występujących w ich obrębie zespołów organizmów żywych. Największą różnorodnością gatunkową cechują się ekosystemy strefy przybrzeżnej (m.in. estuaria, słone bagna, zarośla namorzynowe, strefa pływów, rafy koralowe, łąki podwodne, lasy wodorostów).

Ekosystemy przybrzeżne (ekosystemy litoralne)

Ekosystemy strefy przybrzeżnej (ekosystemy litoralne) obejmują przybrzeżną, prześwietloną strefę morza rozciągającą się od brzegów po kraniec szelfu kontynentalnego do głębokości 200 m. W skład litoralu morskiego wchodzą wody zalegające ponad szelfem kontynentalnym (strefa nerytyczna, nerytopelagial) oraz dno szelfu kontynentalnego (strefa litoralna, litoral), które zróżnicowane jest na supralitoral (znajdujący się powyżej linii najwyższego przypływu), eulitoral (litoral właściwy) (regularnie zalewany w czasie przypływu i odsłaniany podczas odpływu, tzw. strefa pływów) i sublitoral znajdujący się poniżej strefy pływów. Ekosystemy przybrzeżne są najbardziej zróżnicowanymi i najbardziej zmiennymi ekosystemami morskimi, które podlegają nieustannym zmianom natężenia światła słonecznego, temperatury wody, zawartości tlenu i substancji biogennych oraz stopnia zasolenia. Ekosystemy te cechują się bardzo wysoką produktywnością dzięki obecności licznych organizmów fotosyntetyzujących (sinic i glonów) i występowaniem wstępujących prądów morskich wynoszących substancje biogenne z głębszych warstw morza na powierzchnię (zjawisko upwellingu przybrzeżnego). Ekosystemy przybrzeżne, takie jak m.in. estuaria, słone bagna, zarośla namorzynowe, strefa pływów, rafy koralowe, łąki podwodne i lasy wodorostów (lasy brunatnicowe), są unikalnymi fragmentami biosfery o bardzo wysokiej różnorodności biologicznej.

Estuaria (ujścia rzek do morza) stanowią środowiska przejściowe pomiędzy ekosystemami słodkowodnymi i słonowodnymi. Cechują się zróżnicowanym zasoleniem (w zależności od intensywności parowania i opadów atmosferycznych i dopływu wód słodkich) oraz wysoką zawartością materii organicznej dopływającej wraz z osadami rzecznymi. Estuaria stanowią siedlisko życia dla glonów (m.in. okrzemek, bruzdnic), słonolubnych traw, bezkręgowców (np. pierścienic, małżów, krabów) i ryb. Wybrzeża i estuaria, osłonięte przed działaniem fal morskich, są obszarami zdominowanymi przez słone bagna (strefa umiarkowana) i zarośla namorzynowe (strefa międzyzwrotnikowa) porośnięte roślinnością przystosowaną do życia w warunkach silnego zasolenia, braku tlenu i zmiennego poziomu wody. Strefa pływów (strefa międzypływowa), występująca na obszarach eksponowanych na działanie fal morskich, jest okresowo zalewana podczas przypływu i odsłaniana w czasie odpływu. Skaliste podłoże tej  strefy zasiedlają organizmy osiadłe (glony, pąkle, czareczki, chitony); w podłożu piaszczystym żyją małże, wieloszczety, skorupiaki (kraby) i szkarłupnie (jeżowce i strzykwy). Rafy koralowe, charakterystyczne dla ciepłych i płytkich wód przybrzeżnych mórz tropikalnych, zbudowane są z wapiennych szkieletów koralowców. Cechują się wysoką bioróżnorodnością, stanowiąc siedlisko dla licznych bezkręgowców i ryb morskich. Dno litoralu morskiego pokrywają łąki podwodne (zbiorowiska zielenic, brunatnic i krasnorostów) oraz lasy wodorostów utworzone przez brunatnice, m.in. wielkomorszcze i listownice (tzw. lasy brunatnicowe). 

Ekosystemy otwartej toni wodnej (ekosystemy pelagiczne)

Ekosystemy otwartej toni wodnej (ekosystemy pelagiczne) obejmują strefę otwartych wód morskich i oceanicznych, położoną poza krawędzią szelfu kontynentalnego (strefę pelagialną, oceaniczną strefę pelagiczną, pelagial). Pelagial, w zależności od warunków świetlnych, jest zróżnicowany w płaszczyźnie pionowej na prześwietloną warstwę wód powierzchniowych sięgającą do głębokości ok. 200 m (pelagial górny, epipelagial), w której przeważa produkcja pierwotna (strefa eufotyczna, trofogeniczna); warstwę toni wodnej sięgającą do głębokości 200-1000 m (mezopelagial) stanowiącą strefę światła rozproszonego (strefę dysfotyczną); oraz pozbawione światła słonecznego strefy głębinowe (strefy afotyczne, trofolityczne), w których zachodzą procesy rozkładu i mineralizacji materii organicznej – warstwę toni wodnej leżącą na głębokości od 1000 do 3000-4000 m (batypelagial), warstwę sięgającą głębokości 6000 m (abisopelagial) oraz hadalpelagial sięgający dna rowów oceanicznych (do 11 tys. m). Wody powierzchniowe strefy pelagicznej poddawane są nieustannego mieszaniu w wyniku oddziaływania fal i prądów morskich; wody głębin charakteryzują się stabilnymi warunkami fizycznymi – stałą temperaturą i ciśnieniem hydrostatycznym rosnącym wraz z głębokością.  Ekosystemy pelagiczne, zajmujące większość powierzchni mórz i oceanów, są ekosystemami o niskiej produktywności związaną z niewielką zawartością substancji biogennych i znacznie mniejszej bioróżnorodności w porównaniu do ekosystemów przybrzeżnych (litoralnych).

Ekosystemy pelagiczne są środowiskiem życia dla organizmów pelagicznych, w skład których wchodzi unoszący się biernie w toni wodnej fitoplankton (sinice i glony) i zooplankton (formy larwalne bezkręgowców morskich, protisty, drobne skorupiaki, meduzy parzydełkowców, żebropławy, narybek) i zdolne do aktywnego poruszania się w wodzie organizmy nektonowe, głównie ryby, kałamarnice, żółwie i węże morskie oraz ssaki morskie (walenie, płetwonogie). Powierzchniową strefę pelagialu (strefę eufotyczną) zasiedlają organizmy fotosyntetyzujące (fitoplankton), które przeprowadzają fotosyntezę z wykorzystaniem światła i odpowiadają za większość produkcji pierwotnej. Organizmy fotosyntetyzujące są również głównym źródłem pożywienia dla heterotroficznego zooplanktonu. Ciemne strefy afotyczne są środowiskiem życia dla organizmów heterotroficznych odżywiających się cząstkami mineralnymi i martwą materią organiczną opadającymi z powierzchniowej strefy fotycznej (tzw. śniegiem morskim) (detrytusożerców, np. larw bezkręgowców, protistów, skorupiaków, narybku) i drapieżców polujących na inne organizmy zamieszkujące głębiny (np. kałamarnice, ryby głębinowe).

Ekosystemy dna morskiego (ekosystemy bentoniczne)

Ekosystemy dna morskiego (ekosystemy bentoniczne) występują w obrębie strefy dennej mórz i oceanów (strefy bentonicznej, bentalu), leżącej pod powierzchnią oceanicznej strefy pelagicznej (pelagialu). Ekosystemy te charakteryzują się niewielką ilością bądź całkowitym brakiem światła (strefa afotyczna), małą zawartością tlenu, spadającą wraz z głębokością wody temperaturą oraz rosnącym wraz z głębokością ciśnieniem hydrostatycznym. Bental mórz i oceanów zróżnicowany jest w płaszczyźnie pionowej na strefę batialną (batybental), strefę abisalną (abisobental) i strefę hadalną (hadal). Batybental obejmuje mocno nachylone dno stoku kontynentalnego i grzbietów śródoceanicznych, położone na głębokości od 200 do 3000-4000 m. Abisobental rozciąga się na dnie głębin oceanicznych lezących na głębokości 3000-6000 m. Hadal, stanowiący część składową abisobentalu, jest strefą obejmującą dno rowów oceanicznych na głębokości 6000-11000 m. Większość obszarów dennych strefy bentonicznej pokryta jest miękkimi osadami pochodzenia nieorganicznego (mineralnego) (m.in. piaskami, iłami, mułami, żwirami) bądź organicznego (martwą materią organiczną). Podłoże skalne występuje na stokach kontynentalnych, grzbietach śródoceanicznych i górach podwodnych; rozwijają się na nim często głębinowe rafy koralowe. Na obszarach aktywnych wulkanicznie, m.in. wzdłuż grzbietów śródoceanicznych, występują kominy hydrotermalne.

Ekosystemy bentoniczne stanowią środowisko życia dla organizmów bentosowych (bentosu), których głównym źródłem pożywienia jest martwa materia organiczna i cząstki nieorganiczne opadające na dno ze strefy pelagicznej. Struktura gatunkowa i rozmieszczenie organizmów bentosowych warunkowane jest głównie głębokością zbiornika wodnego, zawartością tlenu, składem chemicznym i strukturą osadów dennych. Organizmy fotosyntetyzujące (plechowe zielenice, brunatnice i krasnorosty, glony nitkowate), wymagające do życia dostępu światła słonecznego, występują jedynie w płytkich obszarach bentalu. Faunę denną stanowią formy osiadłe (np. gąbki, mszywioły, ukwiały, liliowce, żachwy) (bentos osiadły) i żyjące w pobliżu dna morskiego (zoobentos), w tym organizmy zagrzebujące się w osadach dennych (jeżowce, wężowidła, wieloszczety) bądź poruszające się po ich powierzchni (ośmiornice, rozgwiazdy). Kominy hydrotermalne, stanowiące ujścia gorących źródeł podwodnych bogatych w związki siarki, są ekosystemami o wysokiej różnorodności biologicznej. Podstawą ich funkcjonowania są bakterie chemoautotroficzne wytwarzające związki organiczne z wykorzystaniem energii pochodzącej z utleniania siarkowodoru (H₂S). Związki organiczne powstające w procesie chemosyntezy stanowią główne źródło pożywienia dla żyjących w symbiozie z bakteriami bezkręgowców, jak wieloszczety (rurkoczułkowce), skorupiaki (krewetki) i mięczaki (małże).