bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> Επιστήμη της Γης

Όταν τα χέλια δεν μπορούν να πάνε με τη ροή

Ποτάμια:θεωρούνται οι φλέβες της Γης, παρέχοντας πολυάριθμα αγαθά και υπηρεσίες, όπως ροές θρεπτικών ουσιών, συνδεσιμότητα ενδιαιτημάτων, τροφή και πηγές πόσιμου νερού. Εκτός από το ότι διαθέτουν ένα τεράστιο υποθαλάσσιο οικοσύστημα, τα ποτάμια λειτουργούν ως σημαντικοί αυτοκινητόδρομοι για διάδρομα είδη ψαριών. Αυτή η ομάδα ψαριών χρειάζεται να μεταναστεύσει μεταξύ του γλυκού νερού και της θάλασσας για να εκπληρώσει τον κύκλο ζωής τους και μπορούν να χωριστούν σε ανάδρομα και καταδρομικά είδη. Τα αναδρομικά ψάρια αναπτύσσονται σε θαλάσσια περιβάλλοντα και αναπαράγονται σε γλυκό νερό (π.χ. σολομοί), ενώ τα καταδρομικά ψάρια κάνουν το αντίθετο (π.χ. χέλια Anguillid).

Ωστόσο, πολλά ποτάμια παρεμποδίζονται σήμερα από τα λεγόμενα μεταναστευτικά εμπόδια, όπως υδροηλεκτρικά και αντλιοστάσια ή φράγματα και φράγματα, εμποδίζοντας τη μετανάστευση των ψαριών. Ένα πολύ λιγότερο κατανοητό αποτέλεσμα που σχετίζεται με τη μετανάστευση των ψαριών είναι ο αντίκτυπος των πλωτών καναλιών και των κλειδαριών πλοίων τους. Πολλά πλεύσιμα κανάλια κατασκευάστηκαν κατά την Ανθρωποκαινία για να διευκολυνθεί η ναυτιλία μεταξύ των οικονομικών σημείων (π.χ. μεγάλων πόλεων). Για να ξεπεραστεί η υψομετρική διαφορά (δηλαδή η πτώση της κεφαλής) μεταξύ των δύο σημείων σύνδεσης, κατασκευάστηκαν κλειδαριές αποστολής, οι οποίες επιτρέπουν στα πλοία να ανεβαίνουν ή να κατεβαίνουν μέσω του καναλιού.

Ένα είδος ψαριού με ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι το ευρωπαϊκό χέλι (Anguilla anguilla ΜΕΓΑΛΟ.). Οι αναφορές για τη μείωση του ευρωπαϊκού χελιού χρονολογούνται από τις αρχές του 1800. Ωστόσο, μέχρι τη δεκαετία του 1970 ήταν εμφανής μια σημαντική μείωση στις προσλήψεις, υποδηλώνοντας μείωση μεταξύ 90% και 99%. Αυτό οδήγησε στο να καταχωρηθεί το είδος ως άκρως απειλούμενο το 2008 στην Κόκκινη Λίστα της IUCN. Διάφορες αιτίες πιθανότατα συνέβαλαν σε αυτή τη μείωση, μεταξύ των οποίων οι πιο αναφερόμενες στη βιβλιογραφία είναι τα μεταναστευτικά εμπόδια, η απώλεια και υποβάθμιση των οικοτόπων, η ρύπανση, η υπερεκμετάλλευση, τα παράσιτα που εισήχθησαν από τον άνθρωπο και οι αλλαγές στο κλίμα των ωκεανών. Για να βοηθήσει τη διατήρηση και την ανάκτηση του ευρωπαϊκού πληθυσμού χελιών, η Ευρωπαϊκή Ένωση ενέκρινε τον Κανονισμό του Συμβουλίου (Ευρωπαϊκό Κανονισμό για το Χέλι· EC αρ. 1100/2007) το 2007, ο οποίος επιβάλλει ένα σύστημα διαχείρισης που διασφαλίζει τη διαφυγή 40% της βιομάζας του αποθέματος αναπαραγωγής, που ορίζεται ως η καλύτερη εκτίμηση του θεωρητικού ποσοστού διαφυγής εάν το απόθεμα ήταν εντελώς απαλλαγμένο από ανθρωπογενείς επιρροές.

Ο κύκλος ζωής του ευρωπαϊκού χελιού

Η κατανομή του πληθυσμού των ευρωπαϊκών χελιών κυμαίνεται από τη Βόρεια Ευρώπη στην Ισλανδία και τη Νορβηγία στη Μεσόγειο έως τη Βόρεια Αφρική. Έχει έναν αξιοσημείωτο κύκλο ζωής που χαρακτηρίζεται από εντατικές μεταναστεύσεις. Αν και δεν έχουν παρατηρηθεί ούτε χέλια ωοτοκίας ούτε αυγά στη φύση, θεωρείται ότι το ευρωπαϊκό χέλι αναπαράγεται στη Θάλασσα των Σαργασσών. Η Θάλασσα των Σαργασσών βρίσκεται στον Ατλαντικό Ωκεανό και καλύπτει μια σχετικά μεγάλη περιοχή πάνω από ένα εκατομμύριο τετραγωνικά μίλια (περίπου 20–30°Β, 48–79°Δ). Αυτή η υπόθεση έγινε για πρώτη φορά στις αρχές του 1900, όταν ένας Δανός επιστήμονας ονόματι Johannes Schmidt ψάρευε ενάντια στα εισερχόμενα κύματα των προνυμφών χελιού σε σχήμα ιτιάς, δηλαδή των προνυμφών leptocephalus. Στη θάλασσα των Σαργασσών βρέθηκε το μικρότερο στάδιο (7 mm) από αυτές τις προνύμφες. Οι προνύμφες παρασύρονται με τη ροή του Gulf Stream προς τα ανατολικά και, στη συνέχεια, ακολουθούν την ολίσθηση του Βορείου Ατλαντικού προς την ευρωπαϊκή ήπειρο και τη Βόρεια Αφρική.

Είναι κοντά στην ηπειρωτική πλαγιά που οι προνύμφες του leptocephalus μεταμορφώνονται σε γυάλινα χέλια, μικρά χέλια που δεν έχουν χρωματισμό. Μερικά υαλόχελα θα παραμείνουν σε παράκτιες περιοχές και εκβολές ποταμών, ενώ άλλα θα μεταναστεύσουν ανάντη σε ποτάμια. Στο επόμενο στάδιο, τα υαλόχελα αρχίζουν να χρωματίζονται και να εξελίσσονται σε κίτρινα χέλια. Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου βενθοπελαγικής ανάπτυξης, το οποίο μπορεί να διαρκέσει πάνω από μια δεκαετία, τα χέλια συσσωρεύουν λίπος και προετοιμάζονται για να μεταναστεύσουν πίσω στη θέση ωοτοκίας ως ασημένια χέλια. Αυτό το στάδιο χαρακτηρίζεται από μια σκούρα ραχιαία πλευρά και μια ασημί-λευκή κοιλιά που συνοδεύεται από διευρυμένα θωρακικά πτερύγια και μάτια. προσαρμογές για να προετοιμαστούν για πελαγική κολύμβηση στον Ατλαντικό Ωκεανό. Ωστόσο, καθώς τα ασημένια χέλια μεταναστεύουν πίσω στη θάλασσα, συναντούν τα πολυάριθμα προαναφερθέντα μεταναστευτικά εμπόδια.

Ακουστική τηλεμετρία στο κανάλι Albert

Δεδομένου ότι υπάρχουν πολλά κενά γνώσης σχετικά με τη μετανάστευση των χελιών στα ναυτιλιακά κανάλια, 70 ασημένια χέλια επισημάνθηκαν και παρακολουθήθηκαν σε ένα βελγικό ναυτιλιακό κανάλι μήκους 130 χιλιομέτρων (το κανάλι Albert) από τον Σεπτέμβριο του 2014 έως τον Δεκέμβριο του 2016. Πειράματα πεδίου διεξήχθησαν από το Ερευνητικό Ινστιτούτο για Nature and Forest σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Γάνδης και το Θαλάσσιο Ινστιτούτο της Φλάνδρας, με την υποστήριξη του Βελγικού Παρατηρητηρίου Lifewatch (http://www.lifewatch.be/en/fish-acoustic-receiver-network). Το κανάλι Albert συνδέει το λιμάνι της Αμβέρσας στις εκβολές Schelde με τη Λιέγη στον ποταμό Meuse και διαθέτει 6 κλειδαριές πλοίων για να ξεπεράσει το ύψος των 56 μέτρων, χωρίζοντας το κανάλι σε επτά τμήματα. Λόγω του γεμίσματος και του αδειάσματος των κλειδαριών αποστολής, είναι εμφανές πολλή αντίστροφη πλύση, που εναλλάσσεται με στάσιμο νερό. Ωστόσο, η καθαρή ροή του νερού είναι κατάντη προς τις εκβολές του Schelde.

Τα ασημένια χέλια επισημάνθηκαν με ακουστικούς πομπούς. ένας πομπός εμφυτεύτηκε χειρουργικά στην κοιλιακή κοιλότητα και το άνοιγμα είναι προσεκτικά ραμμένο. Κάθε πομπός εκπέμπει έναν ήχο με μοναδικό κωδικό ταυτότητας που μπορεί να ανιχνευθεί από ένα δίκτυο δεκτών, που αναπτύσσεται στο κανάλι. Οι δέκτες επισκέπτονται δύο φορές το χρόνο για λήψη των δεδομένων με φορητό υπολογιστή.

Συμπεριφορά μετανάστευσης

Καθώς το κανάλι συνδέει τις εκβολές Schelde με τον ποταμό Meuse, τα χέλια μπορούν να εγκαταλείψουν το κανάλι και προς τις δύο κατευθύνσεις, κάτι που φάνηκε κατά τη μελέτη παρακολούθησης. 12 χέλια έφυγαν από το κανάλι μέσω της εκβολής Schelde και άλλα 12 μέσω του ποταμού Meuse. Άλλα 15 μετανάστευσαν προς τις εκβολές του Schelde, αλλά δεν μπόρεσαν να εγκαταλείψουν το σύστημα κατά τη διάρκεια της περιόδου μελέτης. Ωστόσο, η πλειονότητα των χελιών (n =31) δεν έδειξε σημάδι κατευθυντικής μετανάστευσης. Αν και 24 χέλια μπόρεσαν να βγουν από το κανάλι Albert, η ταχύτητα μετανάστευσης τους ήταν σημαντικά χαμηλότερη (0,01 m/s για τα χέλια που μεταναστεύουν στην εκβολή του Schelde και 0,05 m/s για τα χέλια στον ποταμό Meuse) σε σύγκριση με τις ταχύτητες μετανάστευσης ασημόχελων που αναφέρθηκαν στο άλλες μελέτες σε ποτάμια (περίπου 0,50 – 1,00 m/s). Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι τα ασημόχελα καθυστερούν πολύ κατά τη μετανάστευση τους στο ναυτιλιακό κανάλι. Ως αποτέλεσμα, εξετάσαμε βαθύτερα τα χαρακτηριστικά του καναλιού για να μάθουμε πού και γιατί παρεμποδίστηκαν.

Η ταχύτητα μετανάστευσης των 39 μεταναστευτικών ασημένιων χελιών ήταν εξίσου χαμηλή για κάθε τμήμα του καναλιού, εκτός από το πιο κατάντη τμήμα που βρίσκεται στις αποβάθρες της Αμβέρσας. Αυτό μπορεί πιθανώς να εξηγηθεί από το γεγονός ότι το ασθενές ρεύμα νερού, το οποίο τα χέλια χρησιμοποιούν ως οδηγό για να μεταναστεύσουν στη θάλασσα, σταματά όταν το νερό διανέμεται στις αποβάθρες. Κατά συνέπεια, τα χέλια χάνουν το καθοδηγητικό σύνθημα και πιθανότατα αποπροσανατολίζονται, οδηγώντας σε συμπεριφορά αναζήτησης και καθυστερήσεις για την έξοδο από το κανάλι Albert. Στη συνέχεια, αναλύσαμε εάν οι κλειδαριές αποστολής λειτουργούσαν ως φραγμοί μετανάστευσης και πράγματι, ο χρόνος παραμονής των μεταναστευτικών ασημένιων χελιών ανάντη μιας κλειδαριάς αποστολής ήταν διπλάσιος σε σύγκριση με την κατάντη της κλειδαριάς αποστολής. Σημειωτέον, η επιτυχής διέλευση των κλειδαριών αποστολής συνέβη κυρίως τη νύχτα, κάτι που συνάδει με τη νυχτερινή φύση του χελιού. Επιπλέον, η συναίνεση είναι ότι τα ευρωπαϊκά χέλια μεταναστεύουν πίσω στη θάλασσα γύρω στο φθινόπωρο, αλλά στο κανάλι Albert, τα χέλια μετανάστευσαν σημαντικές αποστάσεις και κατά τη διάρκεια της άνοιξης. Αυτό είναι πιθανώς μια απάντηση στην αναποτελεσματικότητά τους το φθινόπωρο.

Τροφή για σκέψη

Από ό,τι γνωρίζουμε, αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που περιγράφει τη συμπεριφορά μετανάστευσης ασημόχελων σε ναυτιλιακό κανάλι με κλειδαριές ναυτιλίας. Τα ευρήματα αυτής της μελέτης δείχνουν ότι τα ευρωπαϊκά ασημένια χέλια δυσκολεύονται να εγκαταλείψουν το κανάλι Albert. Όχι μόνο άμεσα λόγω της φυσικής απόφραξης από τις κλειδαριές αποστολής αλλά πιθανώς και λόγω της εξαιρετικά ρυθμισμένης ροής νερού. Δηλαδή, τα χέλια χρησιμοποιούν αυξήσεις στην απόρριψη ως οδηγό για να μεταναστεύσουν στη θάλασσα. Η παρέμβαση σε αυτό το σύνθημα πιθανότατα προκαλεί αποπροσανατολισμό, που οδηγεί σε καθυστερήσεις, που παρατηρούνται σε αυτή τη μελέτη ως πολύ χαμηλή ταχύτητα μετανάστευσης. Ως εκ τούτου, τα αυστηρά ρυθμιζόμενα κανάλια ναυτιλίας μπορεί να είναι ακατάλληλα για μετανάστευση αργυρόχελων.

Ωστόσο, μερικές φορές είναι η μόνη δυνατή διαδρομή για να φτάσουν τα χέλια στη θάλασσα ή η εναλλακτική είναι ακόμα χειρότερη. Για παράδειγμα, μελέτες έχουν δείξει ότι οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί που βρίσκονται στον ποταμό Meuse (η εναλλακτική διαδρομή για τα χέλια σε αυτή τη μελέτη για να φτάσουν στη θάλασσα) προκαλούν σημαντική θνησιμότητα μεταξύ των μεταναστευτικών αργυρόχελων. Ως εκ τούτου, η αποτελεσματική μετανάστευση αργυροχέλων στα ναυτιλιακά κανάλια μπορεί να διεγερθεί με τη διατήρηση μιας επαρκής μονοκατευθυντικής ροής. Αν και οι πρακτικές δυνατότητες θα εξαρτηθούν από κάθε συγκεκριμένο κανάλι, η διοίκηση θα μπορούσε να προσπαθήσει να αυξήσει την εκφόρτιση πάνω από φράκτες ή να βάλει τις κλειδαριές μισάνοιχτες. Προφανώς, τέτοιες ενέργειες μπορεί να έρχονται σε σύγκρουση με τη ναυτιλία, αλλά επειδή τα ασημόχελα είναι ενεργά κυρίως τη νύχτα κατά τη διάρκεια του φθινοπώρου σε στιγμές με αυξημένες βροχοπτώσεις, η διοίκηση θα μπορούσε να προσπαθήσει να εφαρμόσει συγκεκριμένες ενέργειες κατά τη διάρκεια αυτών των «παραθύρων μετανάστευσης». Για παράδειγμα, σε ορισμένα κανάλια, δεν υπάρχει ναυτιλία τη νύχτα, κάτι που μπορεί να ανοίξει ευκαιρίες για τη διαχείριση του χελιού. Επιπλέον, υπάρχει επείγουσα ανάγκη για βελτιωμένες γνώσεις σχετικά με αποτελεσματικά κατάντη ιχθυόδρομα για την παράκαμψη των φραγμών μετανάστευσης, καθώς οι ιστορίες επιτυχίας είναι σπάνιες.

Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έθεσαν επίσης σε προοπτική την εφαρμογή της αποθήκευσης υαλοχελιού, ως μέρος του σχεδίου διαχείρισης του χελιού που επιβλήθηκε από τον Ευρωπαϊκό Κανονισμό για το Χέλι το 2007. Δεδομένου ότι ένα μεγάλο μέρος των χελιών δεν είναι σε θέση να μεταναστεύσουν με επιτυχία μέσα σε ένα προβλέψιμο χρονικό διάστημα στο κανάλι, προτείνουμε να μειώσετε ή ακόμα και να σταματήσετε την αποθήκευση υαλοχελιών σε μεγάλα κανάλια ναυτιλίας. Αλλά προφανώς, αυτό απαιτεί περαιτέρω διορατικότητα σχετικά με τη συμπεριφορά της διάδρομης μετανάστευσης των ψαριών σε αυστηρά ρυθμιζόμενα κανάλια για να βοηθηθεί η οικονομικά αποδοτική διαχείριση και η αποκατάσταση του πληθυσμού.


Θεωρητική μελέτη μη ομοιοπολικών αλληλεπιδράσεων σε βενζόλιο και υποκατεστημένο βενζόλιο

Ο ρόλος της μη ομοιοπολικής αλληλεπίδρασης σε διάφορες φυσικές, χημικές και βιοχημικές διεργασίες είναι ευρέως γνωστός και, ως εκ τούτου, έχουν προσελκύσει πολλούς ερευνητές στη φύση τους [1-5]. Αυτό έχει γίνει ένα από τα πρόσφατα και κύρια ενδιαφέροντα για την υπολογιστική χημεία να κατανοήσει και

Τα πολυμερή μνήμης σχήματος θα μπορούσαν να προγραμματίσουν και να ανακτήσουν σε θερμοκρασία δωματίου

Τα πολυμερή μνήμης σχήματος (SMPs) είναι μια κατηγορία πολυμερών που αλλάζει το σχήμα του με εξωτερικά ερεθίσματα, όπως η θερμότητα. Η ικανότητα απομνημόνευσης του αρχικού τους σχήματος καθιστά τα SMP ένα ενδιαφέρον υλικό για πολλές εφαρμογές – επαναδιαμορφώσιμα νανοοπτικά, βιοϊατρικές συσκευές, έξυ

Το σκεπτικό πείραμα:Πόσο θα έπρεπε να σκάψετε για να αλλάξετε την τροχιά της γης;

1. Η γη κινείται Το σκάψιμο μιας τρύπας στο έδαφος δεν ασκεί καμία καθαρή δύναμη στη Γη. Αλλά καθώς αφαιρείτε το χώμα από την τρύπα και το συσσωρεύετε σε ένα σωρό, μετατοπίζετε πολύ ελαφρά το κέντρο μάζας του πλανήτη. Αυτό θα το κάνει να ταλαντεύεται λίγο καθώς περιστρέφεται. Ωστόσο, το αποτέλεσμα