Пространственное распределение и структура морских бентических сообществ обусловлены многочисленными абиотическими и биотическими факторами.
Среди абиотических факторов минералогические особенности субстрата, как правило, рассматривались как малозначительные, но последние исследования показали, что присутствие кварца в песке может повлиять на начальные этапы развития фауны.
Был введен термин биоминералогия для объяснения взаимосвязей между биологическими системами в различных иерархиях (клетка, организм, вид, сообщество) и минералами.
Биоминералогия может влиять на донные видовые сообщества и объяснять некоторые "аномалии" в структуре сообществ, растущих в породах различной природы. Видовое сообщество, которое может быть несколько более притягательным к конкретному субстрату, может влиять на преемственность путем его последующего взаимодействия с сообществами. Аналогичный эффект наблюдался и при колонизации искусственных субстратов, как по видовому составу, так и по изобилию.
Меньше информации имеется по природным субстратам, но известно, что мягкость и нежность породы может способствовать или препятствовать биотической колонизации посредством селективного оседания личинок, удержания воды (в прибрежной зоне) и органического вещества и предоставления убежища от хищничества. Больше известно о влиянии минералогии субстрата на биоборирование, которое предотвращается высоким содержанием кварцитовых или пелитовых компонентов в породе. Сублиторальные эндолитические сообщества характеризуются в основном клиновидными губками и двустворчатыми моллюсками.
Клиновидные губки используют псевдоподы инкубационных клеток и углекислый газ для проникновения в известняк.
Двустворчатые моллюски, такие как виды Lithophaga, используют серную кислоту, а также могут проникать в известняк. Все это имеет последствия на текстуры и шероховатости горной породы.
Для проверки влияния минералогии субстрата на оседание личинок был проведен ряд лабораторных исследований с использованием плоскостей гидроида Eudendrjum glomeratum (Picard), одного из видов колонн сублитториального средиземноморского зообентоса. Для того чтобы установить связь между минералогией природных субстратов и структурой сильных эпибентических сообществ, было проведено сравнение видового состава и процентного покрытия колоний, обитающих на различных видах горных пород в западной части Средиземноморья.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Лаборатория.
Планулы гидроидного гломерата Eudendrium glomeratum были получены из женских колоний, собранных на скалистом утесе мыса Портофино в ноябре 1998 года на глубине от 20 до 25 метров. Оплодотворенные яйцеклетки развивались в вертикалях от 5 до 10, закрепленных на зачаточном полипе, бластостиле, лишенные рта и щупальцев. Яйца механически отделялись от материнских колоний и помещались в 250 чашках, заполненных фильтрованной морской водой при температуре 15°C. Было выяснено, что световое воздействие необходимо для запуска инкубации яиц, и поэтому яйца должны быть выращены в условиях освещения в течение 3 дней. Сублитториальная порода с различиями в распределении буровых растворов в связи с наличием запаса размещалась на 12 дней в минеральном композите.
Для приготовления чашек использовался однородный слой песка, половина поверхности покрыта кварцевым песком, а половина - песком, полученным из каррарского мрамора. Два типа песка имеют одинаковые гранулометрические и морфологические характеристики (округлость от 0,35 до 0,7; проекция сферичности от 0,8 до 0,9 часов).
Оба вида песка ранее хранились при температуре 100°C в течение 24 часов, что позволило получить искусственное твердое дно на всей поверхности чашки, с очень похожими физическими характеристиками, но с двумя разными минералогами.
Область исследования.
Матрицы данных были подготовлены с использованием неопубликованных наборов данных по субприливным эпибентическим сообществам Лигурийского моря (остров Галлинария и Портофино) и Тирренского моря (остров Джилио и северо-восточная Сардиния).
Наборы данных были выбраны для того, чтобы иметь возможность сопоставить сообщества из равного числа станций на породах с высоким содержанием кварца, таких как кварцит и граниты, или же лишенных этого минерала. Все наборы данных включают в себя процентные данные по видам, полученным из подводных визуальных описей водолазов СКУБА.
Имеются данные о покрытии в общей сложности 96 видов, но каждый набор данных анализируется отдельно по глубинным зонам и географическому положению, так что сообщества демонстрируют только различия в минералогическом характере субстрата и, возможно, его подверженности воздействию. Во избежание влияния отложений, которые могут изменить минералогический состав поверхности породы, были выбраны вертикальные станции (наклон от 70 до 95 дюймов). Матрицы данных по видам были сопоставлены путем анализа соответствия, а также количеством видов и общим покрытием по маршруту.
Места проведения исследований.
Данные Лигурийского моря получены в результате исследований, проведенных на мелководье летом 1991 года на острове Галлинария и летом 1993 года в районе мыса Портофино. Данные по Тирренскому морю включают информацию, полученную на инфралитториальных глубинах вокруг острова Джильо в сентябре 1988-1991 годов и на циркалитториальных глубинах в северо-восточной Сардинии в июне 1990 года.
Лигурийское море стало объектом многочисленных исследований в области морской биологии, и во многих исследованиях учитывались эпибентические колонии на скалистом дне. Одним из наиболее изученных объектов является район Портофино, но последние исследования были проведены и на острове Галлинария. Эти исследования показали, что в эпибентических сообществах на сублиторальных породах Портофино доминируют процветающие горгонские популяции, тогда как в Галлинарии горгонийцы встречаются редко, и доминируют губки.
С минералогической точки зрения остров Галлинария является исключительно кварцитовым, тогда как побережье Портофино характеризуется известняком и песчаником, ни один из которых не содержит значительной кварцевой составляющей. Остров Джилио входит в южную группу Тосканского архипелага, на границе между Лигурийским и Тирренским морями. Скалистое побережье в основном гранитное, но небольшая часть западной стороны покрыта известняком.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Лаборатория
После вылупления Eudendnum glomeratum ползали по дну сосуда в течение 2-3 дней. Затем они прикреплялись к подложке передним полюсом и превращались в плоскостной полип. Данные показали, что они обладают высокой селективностью по отношению к субстрату, всегда примерно в 5 раз превышающей по содержанию карбонатные отложения.
