Mangrove -Mangrove

Mangrovele sunt arbuști și copaci rezistenti care se dezvoltă în apă sărată și au adaptări specializate, astfel încât să poată supraviețui energiilor volatile ale zonelor intertidale de-a lungul coastelor marine .

O mangrovă este un arbust sau un copac care crește în apă sărată de coastă sau salmastre . Termenul este folosit și pentru vegetația de coastă tropicală formată din astfel de specii. Mangrovele apar în întreaga lume în zonele tropicale și subtropicale și chiar în unele zone de coastă temperate , în principal între latitudinile 30° N și 30° S, cu cea mai mare zonă de mangrove la 5° de ecuator . Familiile de plante de mangrove au apărut pentru prima dată în perioada Cretacicului târziu până la Paleocen și au fost distribuite pe scară largă, parțial, datorită mișcării plăcilor tectonice . Cele mai vechi fosile cunoscute aledata de palmier de mangrove de acum 75 de milioane de ani.

Mangrovele sunt copaci toleranți la sare, numiți și halofiți , și sunt adaptați să trăiască în condiții dure de coastă. Acestea conțin un sistem complex de filtrare a sării și un sistem de rădăcină complex pentru a face față imersiei în apă sărată și acțiunii valurilor. Ele sunt adaptate la condițiile de oxigen scăzut ale noroiului îmbibat cu apă, dar sunt cel mai probabil să prospere în jumătatea superioară a zonei intertidale .

Biomul de mangrove , numit adesea pădurea de mangrove sau mangal, este un habitat de pădure sau tufăriș salin distinct , caracterizat de medii de coastă depoziționale , în care sedimentele fine (adesea cu conținut organic ridicat) se adună în zone protejate de acțiunea valurilor cu energie înaltă. Condițiile saline tolerate de diferite specii de mangrove variază de la apa salmară, prin apa de mare pură (3 până la 4% salinitate), până la apa concentrată prin evaporare până la o salinitate de peste două ori mai mare decât cea a apei de mare oceanului (până la 9% salinitate).

Începând cu 2010, tehnologiile de teledetecție și datele globale au fost utilizate pentru a evalua zonele, condițiile și ratele de defrișare a mangrovelor din întreaga lume. În 2018, Global Mangrove Watch Initiative a lansat o nouă linie de referință globală care estimează suprafața totală a pădurilor de mangrove din lume începând cu 2010 la 137.600 km 2 (53.100 sq mi), acoperind 118 țări și teritorii. Un studiu din 2022 privind pierderile și câștigurile zonelor umede de maree estimează o scădere netă de 3.700 km 2 a întinderii globale a mangrovei în perioada 1999-2019, care a fost doar parțial compensată de câștiguri de 1.800 km 2 . Pierderile de mangrove continuă din cauza activității umane, cu o rată anuală globală de defrișare estimată la 0,16% și rate pe țară de până la 0,70%. Degradarea calității mangrovelor rămase este, de asemenea, o preocupare importantă.

Există interes pentru restaurarea mangrovelor din mai multe motive. Mangrovele susțin ecosistemele de coastă și marine durabile. Acestea protejează zonele din apropiere de tsunami și evenimente meteorologice extreme. Pădurile de mangrove sunt, de asemenea, eficiente la captarea și stocarea carbonului și atenuează schimbările climatice . Pe măsură ce efectele schimbărilor climatice devin mai severe, se așteaptă ca ecosistemele de mangrove să ajute ecosistemele locale să se adapteze și să fie mai rezistente la schimbări precum vremea extremă și creșterea nivelului mării . Succesul refacerii mangrovelor poate depinde în mare măsură de angajamentul cu părțile interesate locale și de o evaluare atentă pentru a se asigura că condițiile de creștere vor fi potrivite pentru specia aleasă.

Etimologie

Etimologia termenului englezesc mangrove poate fi doar speculativă și este contestată. Termenul poate să fi venit în engleză din portugheza mangue sau spaniola mangle . Mai în urmă, poate fi urmărită în America de Sud și în limbile caribane și arawake, cum ar fi taíno . Alte posibilități includ limba malaeză manggi-manggi și limba guarani . Utilizarea engleză poate reflecta o corupție prin etimologia populară a cuvintelor mangrow și grove .

Cuvântul „mangrove” este folosit în cel puțin trei sensuri:

  • cel mai larg pentru a se referi la habitat și întregul ansamblu de plante sau mangal , pentru care sunt folosiți și termenii biom de pădure de mangrove și mlaștină de mangrove;
  • pentru a se referi la toți copacii și arbuștii mari dintr-o mlaștină de mangrove ; și
  • în mod restrâns pentru a se referi numai la arborii de mangrove din genul Rhizophora din familia Rhizophoraceae .

Biologie

Dintre cele 110 specii de mangrove recunoscute, doar aproximativ 54 de specii din 20 de genuri din 16 familii constituie „adevăratele mangrove”, specii care apar aproape exclusiv în habitatele de mangrove. Demonstrând evoluția convergentă , multe dintre aceste specii au găsit soluții similare la condițiile tropicale de salinitate variabilă, interval de maree (inundație), soluri anaerobe și lumină solară intensă. Biodiversitatea plantelor este în general scăzută într-o anumită mangrovă. Cea mai mare biodiversitate a mangrovelor apare în Asia de Sud-Est , în special în arhipelagul indonezian .

Mangrova roșie

Adaptări la oxigen scăzut

Mangrova roșie ( Rhizophora mangle ) supraviețuiește în zonele cele mai inundate, se sprijină deasupra nivelului apei cu rădăcini de pilon sau de sprijin și apoi absoarbe aer prin lenticelele din scoarța sa. Mangrova neagră ( Avicennia germinans ) trăiește pe terenuri mai înalte și dezvoltă multe structuri specializate asemănătoare rădăcinilor numite pneumatofore , care ies din sol ca paiele pentru respirație. Aceste „tuburi de respirație” ating de obicei înălțimi de până la 30 cm (12 inchi), iar la unele specii, peste 3 m (9,8 ft). Cele patru tipuri de pneumatofore sunt tip stilt sau prop, tip snorkel sau cui, tip genunchi și tip panglică sau scândură. Tipurile de genunchi și panglici pot fi combinate cu rădăcini de contrafort la baza copacului. Rădăcinile conțin și erenchim larg pentru a facilita transportul în interiorul plantelor.

Absorbția nutrienților

Deoarece solul este mereu îmbibat cu apă, este disponibil puțin oxigen liber. Bacteriile anaerobe eliberează azot gazos, fier solubil (fier), fosfați anorganici , sulfuri și metan , care fac solul mult mai puțin nutritiv. Pneumatoforele ( rădăcinile aeriene ) permit mangrovelor să absoarbă gazele direct din atmosferă și alți nutrienți, cum ar fi fierul, din solul inospitalier. Mangrovele stochează gaze direct în interiorul rădăcinilor, procesându-le chiar și atunci când rădăcinile sunt scufundate în timpul valului ridicat.

Cristale de sare formate pe o frunză de Avicennia marina

Limitarea consumului de sare

Mangrovele roșii exclud sarea, având rădăcini semnificativ impermeabile, care sunt foarte suberizate (impregnate cu suberina ), acționând ca un mecanism de ultrafiltrare pentru a exclude sărurile de sodiu din restul plantei. Analiza apei din interiorul mangrovelor a arătat că 90% până la 97% din sare a fost exclusă la rădăcini. Într-un concept frecvent citat, care a devenit cunoscut sub denumirea de „frunză de sacrificiu”, sarea care se acumulează în lăstar (încolțit), apoi se concentrează în frunzele bătrâne, pe care planta le elimină apoi. Cu toate acestea, cercetările recente sugerează că frunzele mai vechi, îngălbenite, nu au un conținut de sare mai măsurabil decât celelalte frunze, mai verzi. Mangrovele roșii pot stoca și sare în vacuolele celulare . Mangrovele albe și cenușii pot secreta săruri direct; au două glande de sare la baza fiecărei frunze (corelând cu numele lor — sunt acoperite cu cristale de sare albă).

Limitarea pierderilor de apă

Din cauza apei proaspete limitate disponibile în solurile intertidale sărate, mangrovele limitează cantitatea de apă pe care o pierd prin frunze. Ei își pot restricționa deschiderea stomatelor (porii de pe suprafața frunzelor, care schimbă dioxid de carbon gazos și vapori de apă în timpul fotosintezei). De asemenea, variază orientarea frunzelor pentru a evita soarele aspru de la amiază și astfel pentru a reduce evaporarea frunzelor. O mangrovă roșie captivă crește numai dacă frunzele sale sunt aburite cu apă dulce de mai multe ori pe săptămână, simulând frecvente furtuni tropicale.

Filtrarea apei de mare

Un studiu din 2016 al lui Kim et al. a investigat caracteristicile biofizice ale filtrării apei de mare în rădăcinile mangrovei Rhizophora stylosa din punct de vedere hidrodinamic al plantelor. R. stylosa poate crește chiar și în apă salină, iar nivelul de sare din rădăcinile sale este reglat într-o anumită valoare de prag prin filtrare. Rădăcina posedă o structură de pori ierarhică, cu trei straturi în epidermă și majoritatea ionilor de Na + sunt filtrați la primul substrat al stratului exterior. Blocarea ridicată a ionilor de Na + este atribuită potențialului zeta de suprafață ridicat al primului strat. Al doilea strat, care este compus din structuri macroporoase , facilitează și filtrarea ionilor Na + . Studiul oferă perspective asupra mecanismului care stă la baza filtrării apei prin rădăcini de halofit și ar putea servi drept bază pentru dezvoltarea unei metode de desalinizare bio-inspirată .

Absorbția ionilor de Na + este de dorit ca halofitele să creeze potențialul osmotic , să absoarbă apa și să mențină presiunea turgenței . Cu toate acestea, excesul de ioni de Na + poate lucra asupra elementului toxic. Prin urmare, halofitele încearcă să ajusteze delicat salinitatea între strategiile de creștere și de supraviețuire. Din acest punct de vedere, o nouă metodă de desalinizare durabilă poate fi derivată din halofitele, care sunt în contact cu apa salină prin rădăcini. Halofitele exclud sarea prin rădăcini, secretă sarea acumulată prin părțile lor aeriene și sechestrează sarea în frunzele senescente și/sau în scoarță. Mangrovele sunt halofite facultative, iar Bruguiera este cunoscută pentru sistemul său special de ultrafiltrare care poate filtra aproximativ 90% din ionii de Na + din apa de mare din jur prin rădăcini. De asemenea, specia prezintă o rată ridicată de respingere a sării. Procesul de filtrare a apei în rădăcinile de mangrove a primit o atenție considerabilă de câteva decenii. Structurile morfologice ale plantelor și funcțiile lor au evoluat de-a lungul unei lungi istorii pentru a supraviețui în condiții dure de mediu.

Creșterea supraviețuirii descendenților

O sămânță de Avicennia în germinare

În acest mediu aspru, mangrovele au dezvoltat un mecanism special pentru a-și ajuta descendenții să supraviețuiască. Semințele de mangrove sunt plutitoare și, prin urmare, sunt potrivite pentru dispersarea în apă. Spre deosebire de majoritatea plantelor, ale căror semințe germinează în sol, multe mangrove (de exemplu mangrove roșii ) sunt vivipare , adică semințele lor germinează în timp ce sunt încă atașate de arborele părinte. Odată germinat, răsadul crește fie în interiorul fructului (de exemplu , Aegialitis , Avicennia și Aegiceras ), fie prin fruct (de exemplu Rhizophora , Ceriops , Bruguiera și Nypa ) pentru a forma un propagule (un răsad gata de utilizare) care poate produce propria hrană prin fotosinteză .

Propagulul matur cade apoi în apă, care îl poate transporta la distanțe mari. Propagulele pot supraviețui uscării și rămân latente mai mult de un an înainte de a ajunge într-un mediu adecvat. Odată ce un propagule este gata să se înrădăcineze, densitatea lui se schimbă, astfel încât forma alungită plutește acum mai degrabă vertical decât orizontal. În această poziție, este mai probabil să se adăpostească în noroi și rădăcină. Dacă nu se înrădăcinează, își poate modifica densitatea și poate deriva din nou în căutarea unor condiții mai favorabile.

Taxonomie și evoluție

Următoarele listări, bazate pe Tomlinson, 2016, oferă speciile de mangrove din fiecare gen și familie de plante enumerate. Mediile de mangrove din emisfera estică adăpostesc de șase ori mai multe specii de arbori și arbuști decât mangrovele din Lumea Nouă. Divergența genetică a liniilor de mangrove de la rudele terestre, în combinație cu dovezile fosile, sugerează că diversitatea mangrovelor este limitată de tranziția evolutivă în mediul marin stresant, iar numărul liniilor de mangrove a crescut constant în perioada terțiară, cu o extincție globală redusă.

Mangrove adevărate

Mangrove adevărate (componente majore sau mangrove stricte)
După Tomlinson, 2016, următoarele 35 de specii sunt adevăratele mangrove, cuprinse în 5 familii și 9 genuri 
Incluse pe fundal verde sunt adnotări despre genurile făcute de Tomlinson
Familie Gen Specii de mangrove Denumirea comună
Arecaceae Subfamilie monotipică în cadrul familiei
Nypa Nypa fruticans Palmier de mangrove Nypa fruticans - Taki - North 24 Parganas 2015-01-13 4729.JPG
Avicenniaceae
(contestată)
Veche familie monogenică, acum subsumată în Acanthaceae, dar clar izolată
Avicennia Avicennia alba Avicennia alba.jpg
Avicennia balanofora
Avicennia bicolor
Avicennia integra
Marina Avicennia mangrova cenușie
(subspecii: australasica ,
eucalyptifolia , rumphiana )
Mangrove la Muzhappilangad101 (11).jpg
Avicennia officinalis mangrova indiană Avicennia officinalis (2682502984).jpg
Avicennia germinans mangrova neagră Avicennia germinans-flowers2.jpg
Avicennia schaueriana Avicennia cf.  schaueriana mangue-preto.jpg
Avicennia tonduzii
Combretaceae Tribul Lagunculariae (inclusiv Macropteranthes = non-mangrove)
Laguncularia Laguncularia racemosa mangrova albă flori Laguncularia racemosa.jpg
Lumnitzera Lumnitzera racemosa mangrova neagră cu flori albe Lumnitzera racemosa (11544407974).jpg
Lumnitzera littorea Lumnitzera littorea.jpg
Rhizoforaceae Rhizophoraceae formează în mod colectiv tribul Rhizophorae, un grup monotipic, în cadrul familiei de altfel terestră
Bruguiera Bruguiera cylindrica Mangrove la Muzhappilangad004.jpg
Bruguiera exaristata mangrova cu fructe în coastă Flori de Bruguiera exaristata.png
Bruguiera gymnorhiza mangrove orientale Bruguiera gymnorrhiza.jpg
Bruguiera hainesii
Bruguiera parviflora Brugu parvi 111021-18862 Fl kbu.jpg
Bruguiera sexangula mangrova portocalie din amonte Bruguiera sexangula.jpg
Ceriops Ceriops australis mangrova galbena Mangrove galbene.jpg
Ceriops tagal mangrova pinteni Rhizophoreae sp Blanco2.415-cropped.jpg
Kandelia candelă Kandelia Kandelia candel 9429.jpg
Kandelia obovata 秋茄樹(水筆仔) Kandelia obovata -香港大埔滘白鷺湖 Lake Egret Park, Hong Kong- (9240150714).jpg
Rhizophora Rhizophora apiculata
Rhizophora harrisonii
Rhizophora mangle mangrova rosie
Rhizophora mucronata Mangrova asiatică Rhizophora mucronata Propagules.jpg
Rhizophora racemosa
Rhizophora samoensis Mangrova Samoană
Rhizophora stylosa mangrovă pătată,
Rhizophora x lamarckii
Lythraceae Sonneratia Sonneratia alba Sonneratia alba - fruct (8349980264).jpg
Sonneratia apetala
Sonneratia caseolaris
Sonneratia ovata
Sonneratia griffithii

Componente minore

Componente minore
Tomlinson, 2016, enumeră aproximativ 19 specii ca componente minore de mangrove, cuprinse în 10 familii și 11 genuri. 
Incluse pe fundal verde sunt adnotări despre genurile făcute de Tomlinson.
Familie Gen Specie Denumirea comună
Euphorbiaceae Acest gen include aproximativ 35 de taxoni non-mangrove
Excoecaria Excoecaria agallocha mangrovă lăptoasă, mangrovă cu ochii orbi și copac otrăvitor de râu Excoecaria agallocha (Blind Your Eye) W IMG 6929.jpg
Lythraceae Gen distinct în familie
Pemphis Pemphis acidula bantigue sau mentigi Pemphis acidula.jpg
Malvaceae Anterior în Bombacaceae , acum un gen izolat în subfamilia Bombacoideeae
Camptostemon Camptostemon schultzii mangrove de capoc Camptostemon schultzii.png
Camptostemon philippinense Camptostemon philippinense.jpg
Meliaceae Genul de 3 specii, o non-mangrove, formează tribul Xylocarpaeae cu Carapa, o non-mangrove
Xilocarpus Xylocarpus granatum Xylocarpus granatum.jpg
Xylocarpus moluccensis Xyloc moluc 191103-2935 skd.jpg
Myrtaceae Un gen izolat în familie
Osbornia Osbornia octodonta mirt de mangrove Osbor octod 110319-13636 sagt.jpg
Pellicieraceae Gen și familie monotipic de poziție filogenetică incertă
Pellicera Pellicera rhizophorae, ceai mangrove Pellicera rhizophorae.jpg
Plumbaginaceae Gen izolat, uneori segregat ca familia Aegialitidaceae
Aegialita Aegialitis annulata club mangrove Aegialitis annulata 30694138.jpg
Aegialitis rotundifolia Aegialitis rotundifolia 2.jpg
Primulaceae Fost un gen izolat în Myrsinaceae
Aegiceras Aegiceras corniculatum mangrova neagră, mangrova fluvială sau khalsi Aegiceras corniculatum la Muzhappilangad, Kannur 3.jpg
Aegiceras floridum
Pteridaceae O ferigă oarecum izolată în familia sa
Acrostichum Acrostichum aureum ferigă de piele aurie, ferigă de mlaștină sau ferigă de mangrove Acrostichum-aureum.jpg
Acrostichum speciosum feriga de mangrove Acrostichum speciosum RBG Sydney.jpg
Rubiaceae Un gen izolat în familie
Scyphiphora Scyphiphora hydrophylacea nilad Scyphip hydrop 111021-19089 kbu.jpg

Distribuția speciilor

Distribuția globală a speciilor native de mangrove, 2010
Nu sunt prezentate intervalele introduse: Rhizophora stylosa în Polinezia Franceză, Bruguiera sexangula , Conocarpus erectus și Rhizophora mangle în Hawaii, Sonneratia apelata în China și Nypa fruticans în Camerun și Nigeria.

Mangrovele sunt un tip de vegetație tropicală cu unele valori aberante stabilite la latitudini subtropicale, în special în Florida de Sud și sudul Japoniei, precum și în Africa de Sud, Noua Zeelandă și Victoria (Australia). Aceste valori aberante rezultă fie din coastele neîntrerupte și lanțurile de insule, fie din surse sigure de propagule care plutesc pe curenții oceanici caldi din regiunile bogate de mangrove.

Locația și densitatea relativă a mangrovelor din Asia de Sud-Est și Australasia – pe baza imaginilor din satelit Landsat, 2010 
Distribuția globală a speciilor de mangrove amenințate, 2010

„La limitele de distribuție, formațiunea este reprezentată de vegetație tunsoare, de obicei monotipică, dominată de Avicennia , ca la Westonport Bay și Corner Inlet, Victoria, Australia. Această din urmă localitate este cea mai înaltă latitudine (38° 45'S) la care apar în mod natural mangrovele. Mangrovele din Noua Zeelandă, care se extind până la 37° spre sud, sunt de același tip; ele încep ca o pădure joasă în partea de nord a Insulei de Nord, dar devin tufă joasă spre limita lor de sud. În ambele cazuri, specia este denumită Avicennia marina var. australis , deși este în mod clar necesară o comparație genetică. În Australia de Vest, A. marina se extinde până la sud până la Sunbury (33° 19'S). În emisfera nordică, Avicennia gerrninans în Florida apare la nord . ca Sf. Augustin pe coasta de est și Cedar Point pe vest. Există înregistrări de A. germinans și Rhizophora mangle pentru Bermude, probabil furnizate de Gulf Stream. În sudul Japoniei, Kandelia obovata apare la aproximativ 31 ° N (Tagawa în Hosakawa et al., 1977, dar inițial denumit K. candel )."

Păduri de mangrove

Distribuția globală a pădurilor de mangrove

Pădurile de mangrove , numite și mlaștini de mangrove sau mangale , se găsesc în zonele de maree tropicale și subtropicale . Zonele în care apar mangrove includ estuare și țărmuri marine.

Existența intertidale la care acești copaci sunt adaptați reprezintă limitarea majoră a numărului de specii capabile să prospere în habitatul lor. Marea mare aduce apă sărată, iar atunci când marea se retrage, evaporarea solară a apei de mare din sol duce la creșterea suplimentară a salinității. Revenirea mareelor ​​poate spăla aceste soluri, readucându-le la niveluri de salinitate comparabile cu cele ale apei de mare.

La valul joase, organismele sunt, de asemenea, expuse la creșteri ale temperaturii și la umiditate redusă înainte de a fi apoi răcite și inundate de maree. Astfel, pentru ca o plantă să supraviețuiască în acest mediu, trebuie să tolereze game largi de salinitate, temperatură și umiditate, precum și câțiva alți factori cheie de mediu - astfel doar câteva specii selectate alcătuiesc comunitatea de arbori de mangrove.

Aproximativ 110 specii sunt considerate mangrove, în sensul că sunt arbori care cresc într-o astfel de mlaștină salină, deși doar câteva sunt din genul de plante de mangrove, Rhizophora . Cu toate acestea, o anumită mlaștină de mangrove prezintă de obicei doar un număr mic de specii de arbori. Nu este neobișnuit ca o pădure de mangrove din Caraibe să prezinte doar trei sau patru specii de arbori. Pentru comparație, biomul pădurii tropicale conține mii de specii de copaci, dar acest lucru nu înseamnă că pădurile de mangrove sunt lipsite de diversitate. Deși copacii în sine sunt puțini ca specii, ecosistemul pe care acești copaci îl creează oferă o casă (habitat) pentru o mare varietate de alte specii, inclusiv până la 174 de specii de megafaună marine .

Plantele de mangrove necesită o serie de adaptări fiziologice pentru a depăși problemele legate de nivelurile scăzute de oxigen din mediu , salinitatea ridicată și inundațiile frecvente de maree . Fiecare specie are propriile soluții la aceste probleme; acesta poate fi motivul principal pentru care, pe unele țărmuri, speciile de arbori de mangrove prezintă o zonare distinctă. Micile variații ale mediului într-un mangal pot duce la metode foarte diferite de a face față mediului. Prin urmare, amestecul de specii este parțial determinat de toleranțele speciilor individuale la condițiile fizice, cum ar fi inundațiile de maree și salinitatea, dar poate fi influențat și de alți factori, cum ar fi crabii care pradă răsadurile de plante.

Rădăcini de mangrove deasupra și sub apă
Palmieri Nipa, Nypa fruticans , singura specie de palmier complet adaptată la biomul mangrovelor

Odată stabilite, rădăcinile de mangrove oferă un habitat pentru stridii și un flux lent de apă, sporind astfel depunerea de sedimente în zonele în care există deja. Sedimentele fine, anoxice de sub mangrove acționează ca chiuvete pentru o varietate de metale grele (urme) pe care particulele coloidale din sedimente le-au concentrat din apă. Îndepărtarea mangrovelor perturbă aceste sedimente subiacente, creând adesea probleme de contaminare cu urme de metal a apei de mare și a organismelor din zonă.

Mlaștinile de mangrove protejează zonele de coastă de eroziune , valuri de furtună (în special în timpul ciclonilor tropicali ) și tsunami . Ele limitează eroziunea valurilor de înaltă energie, în principal în timpul evenimentelor precum valuri de furtună și tsunami. Sistemele masive de rădăcini ale mangrovelor sunt eficiente în disiparea energiei valurilor. De asemenea, ele încetinesc suficient de mult apa de maree, astfel încât sedimentul acesteia să fie depus pe măsură ce mareea intră, lăsând toate, cu excepția particulelor fine, atunci când refluxul mareei. În acest fel, mangrovele își construiesc mediile. Datorită unicității ecosistemelor de mangrove și a protecției împotriva eroziunii pe care o oferă, acestea fac adesea obiectul unor programe de conservare, inclusiv al planurilor naționale de acțiune pentru biodiversitate .

Ecosistemul unic găsit în rețeaua complicată a rădăcinilor de mangrove oferă un habitat marin liniștit pentru organismele tinere. În zonele în care rădăcinile sunt scufundate în permanență, organismele pe care le găzduiesc includ algele , lipacile , stridiile , bureții și briozoarele , care au nevoie de o suprafață dură pentru ancorare în timp ce se hrănesc prin filtrare. Creveții și homarii de noroi folosesc fundul noroios drept casă. Crabii de mangrove mănâncă frunzele de mangrove, adăugând nutrienți la noroiul mangal pentru alte hrănitori de fund. În cel puțin unele cazuri, exportul de carbon fixat în mangrove este important în rețelele trofice de coastă.

Plantațiile de mangrove din Vietnam , Thailanda , Filipine și India găzduiesc mai multe specii de pești și crustacee importante din punct de vedere comercial.

Pădurile de mangrove se pot degrada în depozite de turbă din cauza proceselor fungice și bacteriene, precum și prin acțiunea termitelor . Devine turbă în condiții geochimice , sedimentare și tectonice bune . Natura acestor depozite depinde de mediu și de tipurile de mangrove implicate. În Puerto Rico , mangrovele roșii , albe și negre ocupă nișe ecologice diferite și au compoziții chimice ușor diferite, astfel încât conținutul de carbon variază între specii, precum și între diferitele țesuturi ale plantei (de exemplu, materia frunzelor versus rădăcini).

În Puerto Rico, există o succesiune clară a acestor trei copaci de la cotele inferioare, care sunt dominate de mangrove roșii, până mai departe în interior, cu o concentrație mai mare de mangrove albe. Pădurile de mangrove reprezintă o parte importantă a ciclării și stocării carbonului în ecosistemele tropicale de coastă. Știind acest lucru, oamenii de știință caută să reconstruiască mediul și să investigheze schimbările aduse ecosistemului de coastă de-a lungul a mii de ani folosind miezuri de sedimente. Cu toate acestea, o complicație suplimentară este materia organică marine importată, care se depune și în sedimente din cauza spălării mareelor ​​din pădurile de mangrove.

Termitele joacă un rol important în formarea turbei din materialele de mangrove. Ei procesează așternutul de frunze căzute, sistemele de rădăcină și lemnul din mangrove în turbă pentru a-și construi cuiburile. Termitele stabilizează chimia acestei turbe și reprezintă aproximativ 2% din stocarea supraterană a carbonului în mangrove. Pe măsură ce cuiburile sunt îngropate în timp, acest carbon este stocat în sediment și ciclul carbonului continuă.

Mangrovele sunt o sursă importantă de carbon albastru . La nivel global, mangrovele au stocat 4,19 Gt (9,2 × 10 12 lb) de carbon  în 2012. Două procente din carbonul global de mangrove s-au pierdut între 2000 și 2012, echivalentul unui potențial maxim de 0,316996250 Gt (6,9885710 × emisii de CO1112 lb  ) .

La nivel global, s-a demonstrat că mangrovele oferă protecție economică măsurabilă comunităților de coastă afectate de furtunile tropicale.

Microbiomi de mangrove

Microbiomii plantelor joacă un rol crucial în sănătatea și productivitatea mangrovelor. Mulți cercetători au aplicat cu succes cunoștințele dobândite despre microbiomii plantelor pentru a produce inocule specifice pentru protecția culturilor. Un astfel de inocul poate stimula creșterea plantelor prin eliberarea de fitohormoni și prin îmbunătățirea absorbției unor nutrienți minerali (în special fosfor și azot). Cu toate acestea, cele mai multe dintre studiile microbiomului vegetal s-au concentrat pe planta model Arabidopsis thaliana și pe plantele de cultură importante din punct de vedere economic, cum ar fi orezul , orzul , grâul , porumbul și soia . Există mai puține informații despre microbiomul speciilor de arbori. Microbiomii plantelor sunt determinați de factori legați de plante (de exemplu, genotip , organ, specie și stare de sănătate) și factori de mediu (de exemplu, utilizarea terenurilor, climă și disponibilitatea nutrienților). S-a demonstrat că doi dintre factorii legați de plante, speciile și genotipurile de plante, joacă roluri semnificative în modelarea rizosferei și microbiomului plantelor, deoarece genotipurile și speciile de arbori sunt asociate cu comunități microbiene specifice . Diferitele organe ale plantelor au, de asemenea, comunități microbiene specifice, în funcție de factorii asociați plantei (genotipul plantei, nutrienții disponibili și condițiile fizico-chimice specifice organului) și/sau condițiile de mediu (asociate cu suprafețele și perturbările supraterane și subterane).

Microbiomul radicular

Comunitate bacteriană și fungică într-un arbore de mangrove
Compoziția comunității taxonomice bacteriene în solul rizosferei și compoziția comunității taxonomice fungice în toate cele patru compartimente de sol și plante ale rizosferei. Sunt furnizate și informații despre grupele funcționale ecologice fungice. Proporțiile de OTU fungice (specii aproximative) care pot coloniza cel puțin două dintre compartimente sunt afișate în panoul din stânga.

Rădăcinile de mangrove adăpostesc un repertoriu de taxoni microbieni care contribuie la funcții ecologice importante în ecosistemele de mangrove. Similar cu plantele terestre tipice, mangrovele depind de interacțiunile reciproc avantajoase cu comunitățile microbiene. În special, microbii care locuiesc în rădăcinile dezvoltate ar putea ajuta mangrovele să transforme nutrienții în forme utilizabile înainte de asimilarea plantelor. Acești microbi oferă și fitohormoni mangrovelor pentru suprimarea fitopatogenilor   sau pentru a ajuta mangrovele să reziste la căldură și salinitate. La rândul lor, microbii asociați cu rădăcinile primesc metaboliți de carbon de la plantă prin exudatele rădăcinilor , astfel încât se stabilesc asocieri strânse între plantă și microbi pentru beneficiile lor reciproce.

S-a descoperit că comunități microbiene foarte diverse (în principal bacterii și ciuperci ) locuiesc și funcționează în rădăcinile de mangrove. De exemplu, bacteriile diazotrofe din vecinătatea rădăcinilor de mangrove ar putea efectua fixarea biologică a azotului , care furnizează 40-60% din azotul total necesar mangrovelor; solul atașat rădăcinilor de mangrove este lipsit de oxigen, dar este bogat în materie organică, oferind un micromediu optim pentru bacteriile sulfato-reducătoare și metanogene , ciupercile ligninolitice , celulolitice și amilolitice sunt predominante în mediul rădăcinii de mangrove; Ciupercile din rizosferă ar putea ajuta mangrovele să supraviețuiască în medii pline de apă și cu restricții de nutrienți. Aceste studii au oferit dovezi tot mai mari pentru a susține importanța bacteriilor și ciupercilor asociate cu rădăcinile pentru creșterea și sănătatea mangrovelor.

Studii recente au investigat structura detaliată a comunităților microbiene asociate rădăcinilor la o scară fină continuă în alte plante, unde un microhabitat a fost împărțit în patru compartimente rădăcinoase: endosferă, episferă, rizosferă și nonrizosferă. Mai mult, comunitățile microbiene din fiecare compartiment au fost raportate a avea caracteristici unice. Rizosfera ar putea emite exsudate de rădăcină care au îmbogățit selectiv populațiile microbiene specifice; cu toate acestea, s-a constatat că aceste exudate exercită doar impacturi marginale asupra microbilor din solul nonrizosfer. Mai mult, s-a remarcat că episfera rădăcină, mai degrabă decât rizosfera, a fost în primul rând responsabilă pentru controlul intrării unor populații microbiene specifice în rădăcină, rezultând îmbogățirea selectivă a Proteobacterii în endosferă. Aceste descoperiri oferă noi perspective asupra diferențierii de nișă a comunităților microbiene asociate cu rădăcinile. Dezvăluirea tiparelor funcționale în cele patru compartimente rădăcină deține un potențial mare pentru înțelegerea mecanismelor funcționale responsabile de medierea interacțiunilor rădăcină-microb în sprijinul îmbunătățirii funcționării ecosistemului mangrovelor.

viromi de mangrove

Fagii sunt viruși care infectează bacterii, cum ar fi cianobacteriile. Sunt prezentate virionii diferitelor familii de fagi cu coadă : Myoviridae , Podoviridae și Siphoviridae
Arborele filogenetic al fagilor cu coadă
găsit în viromul de mangrove 
Secvențele de referință sunt colorate în negru, iar conturile viromelor sunt indicate cu culori variate. Bara de scară reprezintă jumătate de substituție de aminoacizi per situs.

Pădurile de mangrove sunt unul dintre cei mai bogati biomi de carbon, reprezentând 11% din totalul aportului de carbon terestru în oceane. Deși se crede că virușii influențează în mod semnificativ ciclurile biogeochimice locale și globale , deși din 2019 erau disponibile puține informații despre structura comunității, diversitatea genetică și rolurile ecologice ale virusurilor în ecosistemele de mangrove.

Virușii sunt cele mai abundente entități biologice de pe pământ, prezente practic în toate ecosistemele. Prin lizarea gazdelor lor, adică prin ruperea membranelor celulare, virusurile controlează abundența gazdei și afectează structura comunităților gazdă. Virușii influențează, de asemenea, diversitatea și evoluția gazdei prin transferul orizontal al genelor , selecția pentru rezistență și manipularea metabolismului bacterian . Este important că virusurile marine afectează ciclurile biogeochimice locale și globale prin eliberarea de cantități substanțiale de carbon organic și nutrienți de la gazde și ajută microbii să conducă ciclurile biogeochimice cu gene metabolice auxiliare (AMG).

Se presupune că AMG-urile cresc metabolismul gazdei infectate cu virus și facilitează producerea de noi viruși. AMG-urile au fost explorate pe larg în cianofagii marini și includ gene implicate în fotosinteză, turnover-ul carbonului, absorbția fosfatului și răspunsul la stres. Analiza metagenomică independentă de cultură a comunităților virale a identificat AMG-uri suplimentare care sunt implicate în motilitate, metabolismul central al carbonului, fotosistemul I, metabolismul energetic, clusterele fier-sulf, antioxidare și ciclul sulfului și azotului. Interesant, o analiză recentă a datelor Virome din Oceanul Pacific a identificat AMG-uri specializate în nișă care contribuie la adaptările gazdei stratificate în profunzime. Având în vedere că microbii conduc ciclurile biogeochimice globale și o mare parte a microbilor este infectată de viruși în orice moment, AMG-urile codificate virale trebuie să joace roluri importante în biogeochimia globală și evoluția metabolică microbiană.

Pădurile de mangrove sunt singurele halofite lemnoase care trăiesc în apă sărată de-a lungul coastelor subtropicale și tropicale ale lumii. Mangrovele sunt unul dintre cele mai productive și mai importante ecosisteme din punct de vedere ecologic de pe pământ. Ratele producției primare de mangrove sunt egale cu cele ale pădurilor tropicale umede veșnic verzi și ale recifelor de corali. Ca o componentă relevantă la nivel global a ciclului carbonului, mangrovele captează aproximativ 24 de milioane de tone metrice de carbon în fiecare an. Majoritatea carbonului de mangrove este stocat în sol și în bazine mari subterane de rădăcini moarte, ajutând la conservarea și reciclarea nutrienților de sub păduri. Deși mangrovele acoperă doar 0,5% din suprafața de coastă a pământului, ele reprezintă 10-15% din depozitul de carbon din sedimentele de coastă și 10-11% din totalul aportului de carbon terestru în oceane. Contribuția disproporționată a mangrovelor la captarea carbonului este acum percepută ca un mijloc important de contrabalansare a emisiilor de gaze cu efect de seră.

Reprezentare circulară a genomului de cloroplast
pentru mangrova cenușie, Avicennia marina

În ciuda importanței ecologice a ecosistemului de mangrove, cunoștințele noastre despre biodiversitatea mangrovelor sunt în mod deosebit limitate. Rapoartele anterioare au investigat în principal biodiversitatea faunei, florei și comunităților bacteriene de mangrove. În special, puține informații sunt disponibile despre comunitățile virale și rolurile lor în ecosistemele de sol de mangrove. Având în vedere importanța virusurilor în structurarea și reglarea comunităților gazdă și a ciclurilor biogeochimice ale elementelor de mediere, explorarea comunităților virale din ecosistemele de mangrove este esențială. În plus, inundarea intermitentă a apei de mare și tranziția bruscă care rezultă din mediile de mangrove pot duce la o diversitate genetică și funcțională substanțial diferită a comunităților bacteriene și virale din solurile de mangrove în comparație cu cele ale altor sisteme.

Secvențierea genomului

Vezi si

Referințe

Lectură în continuare

linkuri externe