Microfagia suspensiva

O microphagy suspensivorous (em Inglês "  filterfeeding  ") é um modo de alimentação , que consiste em alimentar em organismos de tamanho muito pequeno ( fitoplâncton , zooplâncton ) ou em partículas de alimentos orgânicos ( microphagy ), filtrando-os do meio aquático em que. São em suspensão .

Este método alimentar, portanto, diz respeito apenas - por definição - aos animais aquáticos (conhecidos como "  suspensívoros  ". É oposto à microfagia depositívora , que diz respeito aos alimentos particulados depositados no fundo ou presos aos sedimentos . Ambos requerem e induzem adaptações especializadas.

As partículas recolhidas e consumidas pelos filtros alimentadores são fitoplâncton, zooplâncton, vivas ou mortas , ou excretados ou excrementos produzidos por estes ou por outros organismos.

Os alimentadores de filtro incluem um grande subgrupo de animais chamados "  suspensívoros  ". Por exemplo, existem mariscos , krill , esponjas , mas também espécies de mamíferos como baleias e dugongos e muitos peixes, incluindo alguns tubarões (por exemplo: Tubarão-frade ). Algumas aves, incluindo os flamingos que parecem ser os mais "especializados", também são organismos que se alimentam do filtro graças a um bico cujas laterais (no flamingo) ou o interior (em alguns patos) são forradas com tiras em forma de "pente" .

Certas espécies ( esponjas , corais , cnidários ... têm comportamentos coloniais) e podem contribuir para a formação de recifes e sumidouros de carbono marinho (na forma de carbonato de cálcio CaVSO 3 principalmente).

Ecologia e fisiologia

Graças a várias adaptações fisiológicas, os alimentadores de filtro surgiram em quase todos os ambientes aquáticos, onde desempenham um papel muito importante, até mesmo importante em:

Esses organismos também desempenham um papel na mistura permanente das camadas de água (onde estão presentes), algumas das quais participam de fenômenos de bioturbação , que são comuns para grandes tubarões ou baleias.

Três elementos estão envolvidos em qualquer processo de filtração (eles modulam sua eficiência e outras características):

1) as partículas  : são inertes ou móveis, e caracterizadas por seu tamanho, peso, forma e estrutura e carga eletrostática no caso de partículas muito pequenas. Às vezes, podem surgir
questões de ecotoxicidade ou palatabilidade ; 2 °) o fluido  : aqui é a água, mais ou menos turbulenta, viva ou estagnada (velocidade), animada em corrente contínua (em um rio) ou com efeitos de ida e volta (ondas rochosas ou litorâneas arenosas). Esta água é mais ou menos densa ou viscosa dependendo da sua salinidade, dureza, temperatura e do seu conteúdo em vários elementos (incluindo mucilagem ).
A dinâmica dos fluidos , dependendo do caso, facilita ou inibe a captura do plâncton por filtro (por exemplo, Dreissena polymorpha e Dreissena bugensis retêm menos do que o plâncton quando a corrente é muito baixa ou muito alta). A agitação da água aumenta seu nível de oxigênio e partículas suspensas. De acordo com "Vamos entender melhor a dinâmica da cadeia trófica desses ecossistemas quando levarmos em conta os efeitos da dinâmica dos fluidos na capacidade dos organismos de filtrar alimentos e no transporte local de seston por mistura turbulenta . " 3) o filtro  : pode ser um sistema passivo ou ativo (armadilha), muitas vezes envolvendo órgãos especializados, incluindo fibras ou placas de cerdas, porosidade e / ou muco ... Várias estratégias foram desenvolvidas pela evolução para evitar ou contornar problemas de entupimento do filtro

Rubenstein distingue em organismos de filtro cinco mecanismos de filtração principais (que podem ser combinados):

  1. interceptação direta de partículas;
  2. impactação inicial;
  3. deposição gravitacional (captura passiva pelo organismo);
  4. difusão de partículas dotadas de motilidade ou deposição;
  5. aprisionamento eletrostático (eficaz apenas quando a corrente é muito baixa).

As primeiras equações usadas para modelar a capacidade de filtração dos organismos aquáticos derivam daquelas utilizadas para a filtração de aerossóis . Eles devem ser validados por experimentos de laboratório e observações feitas na natureza.

Estacas

Estado, pressão e ameaças para “filtros alimentadores”, serviços ecossistêmicos

A importância ecológica desses organismos como filtradores ou criadores de recifes foi estabelecida apenas recentemente. Muitos filtros alimentadores são "  espécies facilitadoras  ", ou mesmo "  espécies engenheiras  ", ou espécies-chave no caso dos corais.

Mais importante alimentadores do filtro foram sobreexploradas, incluindo as baleias, dugongues, tartarugas, ostras e mexilhões e outros bivalves de modo que as suas populações têm rapidamente entrou em colapso na XIX th e XX th  século, tendo na melhor das hipóteses caso recuperado apenas uma pequena parte da sua anterior abundância . A sobrepesca de espécies pelágicas ou de recife e, em particular, de tubarões ou peixes destinados à farinha de peixe, continua, mesmo que para algumas espécies o número de capturas associadas ao mesmo esforço de pesca tenha diminuído consideravelmente.

Importância ecológica

Os alimentadores suspensos têm grande importância ecossistêmica, em primeiro lugar desempenhando um papel importante na autopurificação do meio ambiente, prestando serviços ecossistêmicos insubstituíveis. Alguns deles (Chironomidae, bivalves e corais em particular também desempenham um papel importante no ciclo do carbono e outros elementos).

A respeito de bivalves; a maioria são filtradores (apenas algumas espécies são predadores e / ou brocas).

Os nefrídios (equivalentes aos rins e aos órgãos excretores) desses moluscos permitem filtrar e eliminar resíduos, poluentes ou toxinas biológicas. Algumas dessas toxinas são degradadas, metabolizadas ou fixadas na carne do animal, outras se acumulam parcialmente na casca à medida que ela cresce (estratégia de desintoxicação ) e ainda outras podem ser eliminadas sob a forma de excrementos capazes de serem integrados ao sedimento onde são permanecerá inofensivo até que o sedimento seja perturbado ou explorado para alimentação ou como habitat por outras espécies.

Alguns bivalves vivem enterrados na areia, lama ou em uma galeria escavada na madeira ou rocha. Eles se alimentam através de uma abertura de sifão na superfície do sedimento ou de sua galeria.

Assim, as ostras (encontradas até a entrada de certos estuários em água salobra) sugam água batendo os cílios . O fitoplâncton , o zooplâncton , as bactérias e outras partículas suspensas na água são capturadas e aprisionadas pelas guelras e muco e depois transportadas para o trato digestivo onde são digeridas e os "resíduos" expelidos como matéria fecal ou "  pseudofecessão  ".
Cada ostra, portanto, filtra até cinco litros de água por hora e um único estuário pode conter milhões de ostras que antes formaram recifes reais que podem desempenhar um papel de proteção ou mitigação contra tempestades , ondas ou pequenos tsunamis ; e um papel importante de abrigo para peixes e outras espécies e de filtração.

Os arquivos e mapas náuticos e costeiros preservam testemunhos e numerosos nomes de lugares que evocam os recifes ou grande abundância de ostras, ostras pérolas ou conchas  ; antes tão abundantes que localmente representavam um perigo para a navegação. Em geral, só restam conchas vazias hoje, devido à poluição, introdução de parasitas, desenvolvimentos portuários ou estuarinos, exploração das conchas ou destruição por redes de arrasto ou pela exploração excessiva de colônias de moluscos pela pesca costeira . Essa regressão tem consequências ecológicas.

As conchas mantêm-se relativamente bem e podem ser datadas. Os paleontólogos e ecologistas e arquivos naturais têm nosso paleoambiente , para estudar as variações na abundância de mexilhões ou ostras ao longo dos tempos. Sabemos que por cerca de 1200 anos, as populações de ostras europeias permaneceram primeiro muito estáveis ​​(por quase 1000 anos), com nascimentos compensando a mortalidade natural. Em seguida, eles aumentaram drasticamente, em coincidência com um aumento da entrada de sedimentos da terra, ligado ao aumento do escoamento, induzido pela destruição de áreas úmidas e erosão induzida pelo forte desenvolvimento da aração agrícola a partir dos anos 1750 . A biomassa ostra então triplicou em um século (de 1830 a 1930 ), em seguida, tinham um desenvolvimento ainda mais dramática no início XIX th  século (8 vezes de aumento em 50 anos) a um aumento de "pico", em 1884 , antes de um súbito colapso populações de recifes de ostras, em grande parte devido à dragagem mecânica de canais, portos, estuários, para fins de navegação ou para a exploração das conchas que foram esmagadas e utilizadas como aditivo agrícola e suplemento alimentar para aves (fonte de cálcio para os ovos). Os dados disponíveis para a Europa “mostram claramente que as ostras foram capazes de limitar o risco de eutrofização induzida pelo aumento do aporte de nutrientes de 1750 a 1930 , antes do colapso das populações como resultado de sua sobrepesca  ”  ; Os cientistas estimam que as populações de ostras antes prósperas da Baía de Chesapeake filtram o equivalente a todo o volume de água no estuário de nutrientes em excesso a cada três ou quatro dias. Hoje, as ostras regrediram e os nutrientes aumentaram, fazendo com que esse mesmo processo demorasse quase um ano. Os serviços ecossistêmicos prestados pelos bivalves filtrantes se deterioraram, causando problemas de poluição, sedimentação, enfraquecimento das costas e proliferação de bactérias ou algas que podem representar sérios problemas ecológicos (até mesmo zonas mortas ). Esses problemas podem ser agravados por vazamentos de substâncias tóxicas esperados a partir do início do XX °  século de centenas de depósitos de munições submersas , na maioria dos mares. Mexilhões, ostras e outros filtros alimentadores podem capturar e bioacumular novos poluentes. Algumas rochas são inteiramente compostas por bilhões de conchas fossilizadas de bivalves, às vezes acumuladas com vários metros de espessura. Eles testemunham o importante papel desempenhado por essas espécies nos ciclos biogeoquímicos planetários .

Importância para a saúde

Fenômenos de invasão biológica

Enquanto muitas espécies nativas estavam regredindo, por razões muitas vezes mal compreendidas e a priori multifatoriais, várias espécies de filtradores, introduzidas fora de seu habitat natural, tornaram-se invasoras em algumas décadas em todo o mundo.

Este fenômeno foi particularmente marcado em água doce (canais, reservatórios, lagoas e lagos) na região Holártica desde a década de 1970 (Exemplo: invasões biológicas devido a Dreissena polymorpha , corbicula fluminea ou, em menor extensão, Sinanodonta woodiana ... na Europa , como um 'exemplo). Tem sido estudado cuidadosamente no hemisfério norte desde a década de 1990, mas o problema também surge na América do Sul com, por exemplo, a amêijoa asiática Corbicula fluminea e o mexilhão dourado ( Limnoperna fortunei ).

Nestes casos, os filtros alimentadores de bivalves não nativos assumem características de espécies engenheiras que modificam fortemente o meio ambiente, com impactos ecológicos e econômicos significativos;

Certos biólogos acreditam que “seus efeitos de engenharia deveriam receber um exame mais sério durante as iniciativas de restauração e manejo ecológico dos ambientes” .

Exemplos de filtros

Peixes

A maioria dos "  peixes forrageiros  " ("  peixes forrageiros  " para inglês) são filtrados.
É o caso, por exemplo, do menhaden atlântico , que se alimenta de plâncton capturado entre duas águas pode filtrar 4 a 15  litros de água por minuto e, assim, desempenhar um papel importante na clarificação das águas dos oceanos ( luz e UV penetram mais fundo em água limpa), o ciclo do carbono e os ciclos biogeoquímicos .
Esses peixes são um freio natural para certas florações planctônicas e marés vermelhas que podem causar sérios problemas ecotoxicológicos , bem como fenômenos de zona morta .

Além de peixes ósseos como o menhaden, as espécies das quatro subclasses de tubarões também pertencem ao grupo dos filtros alimentadores.

Marisco

Insetos

Em águas doces, desde o nível das torrentes até o dos estuários , várias espécies, gêneros e famílias de insetos aquáticos também são suspensívoros (muitas vezes apenas na fase de larvas ).

Mamíferos

Pássaros

Seus bicos curiosamente curvos são especialmente adaptados para filtrar lama ou água salgada rica em zooplâncton. a filtração dos animálculos é permitida por estruturas semelhantes a lamelas cabeludas que margeiam as mandíbulas e uma língua grande com superfície rugosa.

Bivalves

Os Bivalves são moluscos de dupla concha (com duas válvulas). Durante milhões de anos, eles colonizaram os oceanos, bem como as águas doces e salgadas. Eles filtram a água ali. Com isso, participam da captura de carbono e cálcio, extraindo-os da matéria orgânica em suspensão. Eles também ajudam a eliminar várias toxinas do meio ambiente. Mais de 30.000 espécies são conhecidas , incluindo vieiras , mariscos , ostras e mexilhões .

Esponjas

O gênero Leuconia , por exemplo, coleta esponjas com cerca de 10  cm de altura e 1  cm de diâmetro. Estima-se que a água penetre nele por mais de 80.000 canais a uma taxa de 6  cm por minuto. Mas como a Leucônia usa mais de 2 milhões de câmaras flageladas cujo diâmetro combinado é muito maior do que o dos canais, o fluxo de água nas câmaras é reduzido para 3,6  cm / h . Esse fluxo permite que a esponja capture facilmente seu alimento. Toda a água é expelida por um único orifício (conhecido como "  oscilador  ") a uma velocidade de aproximadamente 8,5  cm por segundo, força capaz de deportar o jato e seu conteúdo a uma distância suficiente da esponja para que nem sempre filtrar grande parte da mesma água onde não houver corrente.

Cnidários

Alguns exemplos de taxa filtrantes entre cnidários

Outros filtros

Outros exemplos do seguinte filtro de alimentação de organismo:

Veja também

Artigos relacionados

links externos

Bibliografia

Referências

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