Korálové útesy jsou vápnité organogenní geologické struktury tvořené koloniálními korálovými polypy (hlavně madreporózními korály ) a některými druhy řas , které dokážou extrahovat vápno z mořské vody (" biohermy "). Vzniká v mělkých vodách v tropických mořích. Na počátku 80. let byla celková plocha korálových útesů asi 600 tisíc km², do roku 2000 se zmenšila na asi 250 tisíc km² (0,07 % rozlohy Světového oceánu) [1] . Hlavní útesové masivy se nacházejí v mořích jihovýchodní Asie (45 % světové plochy útesů), asi 14 % v Atlantiku , 17 % v Indickém oceánu , 18 % v Pacifiku a 6 % v Rudém moři [2 ] . Při globálním oteplení o 2°C budou ztraceny prakticky všechny útesy (>99 procent) [3] .
Korálové útesy se nejlépe tvoří v hloubce do 50 m, v čisté vodě normální salinity o teplotě minimálně +20 °C, bohaté na rozpuštěné plyny a plankton. V hloubce pronikání slunečního záření (až 185 m) dochází k mírnému rozvoji útesových korálů. Studené proudy brání šíření útesů v tropických a subtropických mělkých vodách [4] .
Mělké korálové útesy, někdy označované jako „mořské deštné pralesy“ nebo „podmořské zahrady“ [5] , tvoří jeden z nejrozmanitějších ekosystémů na zemi. Zabírají méně než 0,1 % povrchu Světového oceánu , což se rovná přibližně polovině rozlohy Francie , jsou domovem nejméně 25 % všech mořských druhů [6] [7] [8] [9] , včetně ryby, měkkýši , červi , korýši , ostnokožci , houby , pláštěnci a další koelenteráty [10] . Paradoxně se korálovým útesům daří i přesto, že jsou obklopeny oceánskými vodami relativně chudými na živiny. Nejčastěji se korálové útesy nacházejí v mělkých tropických vodách, ale korály existují i v chladných hloubkách, i když v mnohem menším měřítku [9] .
Korálové útesy poskytují ekosystém pro turistiku, rybolov a ochranu pobřeží. Roční globální ekonomická hodnota korálových útesů se odhaduje na 29,8–375 miliard USD [11] [12] . Útesové hřbety odolné proti vlnám chrání břehy před ničivým působením mořských vln a zabraňují erozi [1] . Jedná se však o velmi křehké útvary, neboť jsou citlivé na okolní podmínky, zejména na teplotu. Jsou ohroženy klimatickými změnami , acidifikací oceánů , rybolovem dynamitů , kyanidovým rybolovem pro akvária , opalovacími krémy [13] , nadměrným využíváním biologických zdrojů, vymýváním zemědělské půdy, které podporuje růst řas a znečištěním životního prostředí [14] [15] [16] .
Jedním z nejčastějších a nedostatečně prozkoumaných problémů korálových útesů je jejich bělení. Poškozené korály jsou vytlačovány zooxanthellae ( symbiotické řasy), které jim dávají jejich jasné barvy. V důsledku toho se na koloniích tvoří bělavé plochy. Tyto oblasti však nejsou zcela bez řas. V některých případech je možné částečné zotavení nebo vznik nových druhů zooxanthel. Bylo však zjištěno, že odbarvené kolonie nerostou a jsou snadněji zničeny vlnovou aktivitou.
Většina korálových útesů, které dnes vidíme, vznikla po době ledové , kdy tání ledu způsobilo zvýšení hladiny moří a pokles kontinentálního šelfu . To znamená, že jejich stáří nepřesahuje 10 000 let. Když se kolonie usadily na polici, začaly růst a dosáhly hladiny moře. Korálové útesy se také nacházejí daleko od kontinentálního šelfu kolem ostrovů a ve formě atolů. Většina z těchto ostrovů je vulkanického původu. Vzácné výjimky vznikly v důsledku tektonických posunů. V roce 1842 Charles Darwin ve své první monografii „The Structure and Distribution of Coral Reefs“ [17] formuloval teorii poklesu vysvětlující vznik atolů vzestupem poklesem ruenu pod oceány [18] . Podle této teorie proces vzniku atolu prochází třemi po sobě jdoucími fázemi. Za prvé, po zeslabení sopky a poklesu dna se kolem vytvořeného sopečného ostrova rozvine okrajový útes . Jak to dále ustupuje, útes se stává bariérou a nakonec se vyvine v atol .
Podle Darwinovy teorie se nejprve objeví sopečný ostrov
Jak dno klesá, kolem ostrova se tvoří okrajový útes, často s mělkou střední lagunou.
Během poklesu okrajový útes roste a stává se velkým bariérovým útesem s větší a hlubší lagunou.
Nakonec ostrov zmizí pod vodou a bariérový útes se změní v atol, který uzavírá otevřenou lagunu.
Podle Darwinovy teorie se korálovým polypům daří pouze v čistých tropických mořích tropů, kde je voda aktivně promíchána, ale může existovat pouze v omezeném rozsahu hloubek, počínaje těsně pod odlivem . Tam, kde to úroveň podkladové země dovolí, rostou kolem pobřeží korály a tvoří pobřežní útesy , které se nakonec mohou stát bariérovým útesem .
Darwin předpověděl, že pod každou lagunou by měla být kamenná základna, která je pozůstatkem primární sopky. Následné vrty jeho hypotézy potvrdily. V roce 1840 byly na atolu Khao ( ostrovy Tuamotu ) pomocí primitivního vrtáku v hloubce 14 m nalezeny pouze korály. V letech 1896-1898 při pokusu o vrt na úpatí atolu Funafuti ( ostrovy Tuvalu ) se vrt propadl do hloubky 340 m v homogenní vrstvě korálových vápenců. 432 m hluboký vrt na vyzdviženém atolu Kito Daito Shima ( ostrovy Rjúkjú ) také nedokázal dosáhnout skalního podloží atolu. V roce 1947 byla v Bikini vyvrtána 779 m hluboká studna zasahující do raně miocénních usazenin, starých asi 25 milionů let [4] . V roce 1951 dva vrty, hluboké 1266 a 1389 m, na atolu Eniwetok ( Marshallovy ostrovy ) pronikly do eocénního vápence starého asi 50 milionů let a dosáhly podloží bazaltů vulkanického původu. Tyto nálezy svědčí o vulkanické genezi základny atolu [19] .
Tam, kde se dno zvedá, mohou po celém pobřeží růst pobřežní útesy, ale když se zvednou nad hladinu moře, korály odumírají a stávají se vápencem . Pokud se země pomalu usadí, rychlost růstu okrajových útesů na vrcholu starých mrtvých korálů je dostatečná k vytvoření bariérového útesu obklopujícího lagunu mezi korály a zemí. Další snižování dna oceánu vede k tomu, že ostrov je zcela skryt pod vodou a na povrchu zůstává pouze útesový prstenec, atol [21] . Bariérové útesy a atoly netvoří vždy uzavřený prstenec, někdy bouře rozbíjejí hradby. Rychlý vzestup hladiny moře a pokles dna mohou potlačit růst korálů, což způsobí, že korálové polypy zemřou a útes zemře [22] . Koráli žijící v symbióze se zooxanthelami mohou zemřít kvůli tomu, že do hlubin přestane pronikat dostatek světla pro fotosyntézu jejich symbiontů [23] .
Pokud se dno moře pod atolem zvedne, vznikne ostrovní atol. Prstencový bariérový útes se stane ostrovem s několika mělkými průchody. Jak bude dno dále stoupat, chodby vyschnou a laguna se změní v reliktní jezero [21] .
Rychlost růstu korálů závisí na druhu a pohybuje se od několika milimetrů do 10 cm za rok [24] , i když za příznivých podmínek může dosáhnout 25 cm ( acropora ) [1] .
První korály na Zemi se objevily asi před 450 miliony let. Dnes již zaniklé tabuláty tvořily spolu se stromatoporidními houbami základ útesových struktur. Později (před 416 ~ 416-359 miliony let) se objevily čtyřcípé korály rugosa, plocha útesu dosahovala stovek kilometrů čtverečních. První koráli žijící v symbióze s řasami se objevili před 246-229 miliony let a v kenozoické éře (asi před 50 miliony let) se objevily kamenné korály , které existují dodnes [1] .
Během existence korálů se klima změnilo, hladina světového oceánu stoupala a klesala. Poslední silné snížení hladiny oceánu nastalo před 25-16 tisíci lety. Asi před 16 tisíci lety vedlo tání ledovců ke zvýšení hladiny oceánu, která dosáhla současné úrovně asi před 6 tisíci lety [1] .
Pro vznik korálové biocenózy je nutná kombinace řady podmínek spojených s teplotou, salinitou, osvětlením a řadou dalších abiotických faktorů. Hermatypické korály jsou vysoce stenobiontické (neschopnost snášet výrazné odchylky od optimálních podmínek) [25] . Optimální hloubka pro růst korálových útesů je 10-20 metrů. Omezení hloubky není způsobeno tlakem, ale poklesem světla.
Všechny hermatypické korály jsou teplomilné. Většina korálových útesů se nachází v pásmu, kde teplota nejchladnějšího měsíce v roce neklesá pod +18 °C. Sexuální rozmnožování je však při této teplotě nemožné a vegetativní rozmnožování se zpomaluje [25] . Pokles teploty pod +18 °C zpravidla způsobuje úhyn útesotvorných korálů . Vznik nových kolonií je omezen na ty oblasti, kde teplota neklesá pod +20,5 °C, zřejmě se jedná o spodní teplotní hranici pro oogenezi a spermatogenezi u hermatypických korálů. Horní hranice existence přesahuje +30 °C. Při odlivu v mělkých lagunách rovníkových oblastí, kde je pozorována největší rozmanitost forem a hustota růstu korálů, může teplota vody dosáhnout +35 °C. Teplota uvnitř útesotvorných organismů zůstává po celý rok stabilní, roční výkyvy v blízkosti rovníku jsou 1–2 °C a v tropech nepřesahují 6 °C [26] .
Průměrná slanost na povrchu Světového oceánu v tropickém pásmu je asi 35,18 ‰. Spodní hranice salinity, při které je možný vznik korálových útesů, je 30–31 ‰ [27] . To vysvětluje absenci madreporských korálů v ústích velkých řek. Absence korálů podél atlantického pobřeží Jižní Ameriky se vysvětluje právě odsolováním mořské vody v důsledku Amazonie. V roce 2016 však byl oznámen objev rozsáhlého útesového systému v ústí Amazonky . Salinitu povrchových vod kromě kontinentálního odtoku ovlivňují srážky. Někdy mohou dlouhodobé lijáky, které snižují slanost vody, způsobit hromadnou smrt polypů [28] . Rozsah slanosti vhodné pro život korálových útesů je poměrně široký: různé druhy korálů jsou rozšířeny jak v malých vnitrozemských mořích s nízkou salinitou (30–31 ‰) omývajících souostroví Sunda a Filipíny ( Celebes , Javanese , Banda , Bali , Flores , Sulu ) a v Jihočínském moři a v Rudém moři , kde salinita dosahuje 40‰ [27] .
Většina organismů tvořících útesy potřebuje k životu sluneční světlo. Fyziologické a biochemické procesy, při kterých se získává vápno z mořské vody a tvoří se kostra hermatypických korálů, jsou spojeny s fotosyntézou a na světle probíhají úspěšněji. V jejich tkáních jsou jednobuněčné řasy symbionty symbiodinium, které plní funkce fotosyntetických orgánů. V pásmu korálových útesů se délka dne během roku výrazně nemění: den se téměř rovná noci, soumrak je krátký. Kolem rovníku je většinu roku jasno, v tropech není počet zamračených dnů vyšší než 70. Celkové sluneční záření je zde minimálně 140 kcal na 1 cm² za rok. Korály pravděpodobně potřebují přímé sluneční světlo: na zastíněných oblastech útesu jsou jejich sídla řídká. Kolonie nejsou uspořádány svisle nad sebou, ale jsou rozmístěny vodorovně. Některé nefotosyntetické korály, jako jsou jasně červené tubastreany a fialové hydrokorály distichopora , nejsou páteří útesu. S rostoucí hloubkou se osvětlení rychle snižuje. Nejvyšší hustota osídlení korálů je pozorována v rozmezí 15–25 m [29] .
V tropech je rozpustnost plynů ve vodě 1,5-2x nižší než v polární oblasti. Obsah kyslíku v mořské vodě v rovníkové oblasti je 4,5–5 ml/l, v tropickém pásmu ne více než 6 ml/l. Fytoplankton je zde špatně vyvinut, takže voda na povrchu není díky fotosyntéze obohacena kyslíkem. Zvláště akutní nedostatek kyslíku je pozorován v lagunách. Korálové řasy rostou v hojnosti na povrchu korálů a vytvářejí silnou vápenitou kůru. Řasy jsou nejpočetnější v místech, kde je působení vln nejsilnější a voda je maximálně nasycena rozpuštěnými plyny. Korály a řasy rostou nejlépe na okrajích útesu a na jeho vnějších svazích. Nejmohutnější růst hermatypických korálů je pozorován na horním okraji příbojové strany. Čerstvá čistá voda, nasycená kyslíkem a bohatá na plankton, zajišťuje dýchání a výživu polypů [2] .
Většina útesů se tvoří na pevné základně. Korály se nevyvíjejí na samostatných kamenech a vápenatých blocích. Koráli žijící na hřebenech s vysokou turbulencí nesnesou zanášení. Zatímco na okrajových útesech v pásmu mezi hřebenem a břehem jsou oblasti s bahnitým dnem, kde se vyvíjí vlastní korálová fauna . Velké houbové korály rostou na sypkém substrátu, jehož široká základna jim brání zapadnout do bahna. Řada rozvětvených korálů ( akropora kuelcha , psamokora , načernalý porit ), usazujících se v zabahněných lagunách, zakořeňuje pomocí výrůstků. Na písčitých půdách koráli netvoří osady, protože písky jsou pohyblivé [30] .
Podle moderního vztahu k hladině moře se útesy dělí na:
1) hladina, dosahující horního povrchu přílivové zóny nebo zralá, dosahující maximální možné výšky pro existenci stavitelů útesů (germatypů) na dané úrovni moře [31] ;
2) vyzdvižené - umístěné výše, hermatypické korály jsou ve své struktuře jasně definované nad horní hranicí své existence [32] ;
3) ponořené - buď mrtvé, v důsledku tektonického poklesu, potopené do hloubky, kde útesotvorné organismy nemohou existovat, nebo živé, umístěné pod okrajem vody, s vrcholem, který během odlivu nevysychá [33] [34] .
Ve vztahu k pobřeží se útesy dělí na:
Ekosystém korálových útesů je rozdělen do zón, které představují různé typy stanovišť. Obvykle existuje několik zón: laguna, útesová rovina, vnitřní svah a vnější útes (útesová skála) [36] . Všechny zóny jsou ekologicky propojeny. Útesový život a oceánské procesy vytvářejí příležitosti pro neustálé míchání vody, sedimentů, živin a organismů.
Vnější svah směřuje k otevřenému moři a je tvořen korálovým vápencem pokrytým živými korály a řasami. Obvykle se skládá z nakloněné plošiny ve spodní části a horní zóny ostruh a prohlubní [37] nebo ostruh a kanálů [38] . Vnější svah je korunován hřebenem tyčícím se nad hladinou moře a za ním se táhne poměrně plochá vápenitá pláň - útesová rovina. Hřeben je místem nejaktivnějšího růstu korálů. Útesová rovina je rozdělena na vnější, vnitřní a blokovou akumulační zónu nebo val (pevná šachta z tmelených bloků s vpusti). Vnitřní svah útesu přechází do dna laguny, kde se hromadí korálový a halimizovaný písek a bahno a vznikají intralagoonální útesy [37] .
Živí koráli jsou polypové kolonie s vápenatou kostrou. Obvykle se jedná o drobné organismy, některé druhy však dosahují průměru 30 cm. Korálovou kolonii tvoří četné polypy spojené se společným tělem kolonie svými spodními konci. Koloniální polypy nemají podrážku [39] .
Reef-stavební polypy žijí výhradně v eufotické zóně v hloubce do 50 m. Polypy sami nejsou schopni fotosyntézy, ale žijí v symbióze s řasami symbiodinium . Tyto řasy žijí v tkáních polypu a produkují organické živiny. Díky symbióze rostou korály mnohem rychleji v čisté vodě, kam proniká více světla. Bez řas by byl růst příliš pomalý na to, aby se vytvořily velké korálové útesy. Až 90 % potravy koráli přijímají díky symbióze [40] . Navíc se má za to, že kyslík obsažený ve vodách obklopujících Velký bariérový útes nestačí pro dýchání polypů, takže bez řas produkujících kyslík by většina korálů zemřela na nedostatek kyslíku [41] . Produkce fotosyntézy na korálových útesech dosahuje 5–20 g/cm² za den, což je téměř 2krát více než objem primární produkce fytoplanktonu v okolních vodách [36] .
Útesy rostou díky ukládání vápenitých koster polypů. Vlny a polypy ( houby , papoušci , mořští ježci ) rozkládají vápenitou strukturu útesu, která se ukládá kolem útesu a na dně laguny jako písek. Mnoho dalších útesových organismů přispívá k ukládání uhličitanu vápenatého stejným způsobem [42] . Korálové řasy posilují korály tím, že na povrchu vytvářejí vápenitou krustu.
Obecně lze tvrdé korály, které tvoří útes, rozdělit na rozvětvené křehké korály (korály madrepore) a masivní, skalnaté korály (korály mozkové a mendrinské). Větvící se korály se vyskytují spíše na mělkých a rovných dnech. Přicházejí v modré, levandulové, fialové, červené, růžové, světle zelené a žluté. Někdy mají vrcholy kontrastní barvu, například zelené větve s fialovými vrcholy.
Mozkové korály mohou dosáhnout průměru přes 4 metry. Žijí ve větších hloubkách než rozvětvené. Povrch mozkových korálů je pokrytý sinusovými trhlinami. V barvě dominuje hnědá, někdy kombinovaná se zelenou. Husté póry tvoří jakousi misku, jejíž základ tvoří mrtvé korály a na okrajích jsou umístěny korály živé. Okraje rostou, čímž se zvyšuje průměr misky, který může dosáhnout 8 m. Živé porézní kolonie jsou natřeny světle fialovou barvou, chapadla polypů jsou zelenošedá.
Na dně zátok se občas vyskytují jednotlivé houbové korály. Jejich spodní plochá část těsně přiléhá ke dnu a horní tvoří svislé desky sbíhající se ve středu kruhu. Hřibový korálovec je na rozdíl od větvených a mohutných tvrdých korálů, které jsou koloniemi, samostatným živým organismem. V každém takovém korálu žije pouze jeden polyp, jehož chapadla dosahují délky 7,5 cm, korály houbové jsou vybarveny do zelenavých a nahnědlých barev. Zbarvení je zachováno, i když polyp stáhne chapadla [41] .
Acropora cervicornis
Meandrina meandrity
Základem biocenózy naprosté většiny korálových útesů jsou šestipaprskoví koráli madrepore ( Acroporidae , Рoritidae , Pocilloporidae , Faviidae aj.), koráli osmipaprskoví ( Tubiporidae , Helioporidae ) , Milliporidae hydrocorals , Corallithonphyllum a alga 37] . Útesy, kterým dominují řasy, houby a měkké korály, jsou ve vývoji [43] .
Korálové útesy tvoří jeden z nejdůležitějších ekosystémů ve světových oceánech . Vyznačují se extrémně vysokou produktivitou. Autotrofní fotosyntetická produkce útesového ekosystému se pohybuje v rozmezí 50-300 g surové biomasy na 1 m2 za den. Na rozdíl od jiných vysoce produktivních oceánských společenství zůstává útesový ekosystém po celý rok nezměněn. Trojrozměrná prostorová struktura útesů poskytuje vysokou primární produkci, která zase dodává energii hustým společenstvím heterotrofů ( bentos , zooplankton a ryby). Až 9 % celkových světových zásob ryb je soustředěno v zóně korálových útesů. Kromě toho slouží jako místo pro tření a dospívání mláďat mnoha pelagických ryb [2] .
Okrajové útesy pod odlivem těží z interakcí s mangrovovými porosty nad odlivem a podložím mořské trávy ve střední zóně. Útesy chrání mangrovy a řasy před silnými přílivovými proudy a vlnami, které mohou erodovat půdu, ve které jsou zakořeněny, a ty zase brání zanášení, vydatnému odtoku sladké vody a znečištění. Mnoho obyvatel korálových útesů se živí řasami a na útesu nachází úkryt a podmínky rozmnožování [44] .
Útes je domovem různých ryb, mořských ptáků , hub , cnidarians , červů , korýšů , měkkýšů , ostnokožců , mořských stříkaček , mořských želv a hadů . S výjimkou lidí a delfínů savci útesy navštěvují jen zřídka [6] . Biomasa útesů přímo souvisí s biologickou rozmanitostí [45] .
Noční a denní obyvatelé útesu se od sebe velmi liší: stejné úkryty mohou být pravidelně usazovány různými druhy v různých denních dobách.
Někteří obyvatelé korálových útesů zásobují člověka těmi nejcennějšími léky. Extrakt z ascidiánů je tedy široce používán v boji proti virovým infekcím a lék na léčbu rakoviny kůže je vyroben z látky, která chrání polypy před sluncem.
Korálové útesy Rudého moře, Karibiku a severovýchodního pobřeží Austrálie byly dlouhou dobu turistickou mekkou a zdrojem příjmů pro místní obyvatelstvo.
Slovníky a encyklopedie |
|
---|---|
V bibliografických katalozích |
|