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Pourquoi n'y a-t-il pas d'oiseaux marins ?

Pourquoi n'y a-t-il pas d'oiseaux marins ?


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En marchant au bord du lac et en regardant les canards l'autre jour, une pensée m'a frappé; il y a beaucoup d'oiseaux aquatiques mais tous restent au moins un peu terrestres, nichant sur terre.

Pourquoi est-ce qu'aucun oiseau n'a emprunté la route évolutive des dauphins et des baleines et n'est retourné à la mer ?

Y a-t-il quelque chose dans la biologie aviaire qui signifie que ce n'est pas possible ?


À l'exception d'un groupe isolé d'oiseaux en Australie (c'est-à-dire des nids de monticules trouvés en Australie qui utilisent la chaleur externe pour l'incubation - voir lien), tous les oiseaux incubent leurs œufs (voir lien). Toutes les espèces qui sont retournées de la terre à la mer ont conservé leur cycle de reproduction (les mammifères marins mettent encore bas et allaitent leurs petits) et dépendent toujours de l'air pour l'apport d'oxygène. L'extrapolation de cette évolution des mammifères aux oiseaux aboutirait à une créature qui retournerait à la mer, avec tous les liens avec la terre coupés, mais qui doit encore incuber ses œufs sous l'eau. Comme ils dépendraient toujours de l'air, ce n'est pas très faisable car ils auraient besoin de monter souvent pour respirer. Cela laisserait les œufs vulnérables à la prédation. Pire encore, cela laisserait les œufs à la merci d'un océan relativement froid les refroidissant rapidement. L'incubation signifie que les œufs sont pratiquement maintenus à la température du corps, ce qui est difficile en mer, indépendamment de la respiration des parents. Dans l'ensemble, bien qu'il puisse y avoir certains avantages de la vie sous-marine pour les oiseaux, cela nécessitera des changements évolutifs drastiques en termes de cycle de reproduction. Un moyen plus parcimonieux de coloniser la mer consiste à retourner à terre de temps en temps pour pondre des œufs, les incuber et élever les jeunes jusqu'à ce qu'ils soient dignes de la mer, comme le font les pingouins comme @MattDMo l'a mentionné.


C'est une question assez ancienne (plus de 3 ans maintenant), et il y a de fortes chances que OP ne la lise jamais. Cependant, j'aimerais apporter ma contribution :

Le problème ici n'est pas de savoir si les oiseaux incubent ou non leurs œufs (voir l'autre réponse). Même si on suppose que non oiseau couve ses œufs, c'est-à-dire que tous les oiseaux pondent leurs œufs et s'éloignent et que les œufs se développent normalement à des températures froides, même s'il ne peut y avoir "oiseau marin" la façon dont OP demande, comme un dauphin. Et la réponse est dans l'œuf lui-même.

L'œuf amniotique

Les oiseaux, qui sont un groupe de dinosaures, ainsi que les autres reptiles et mammifères présentent une innovation évolutive exceptionnelle : l'œuf amniotique.

L'œuf amniotique a permis à notre ancêtre Amniota de sortir de l'eau et de compléter tout le cycle de reproduction sur terre. C'était une grande réussite évolutive, qui a permis au tétrapode "conquête" de terre ferme.

Un œuf amniotique (tortue)

Cependant, il y a un hic : cet œuf amniotique, qui a permis à nos ancêtres d'être indépendants de l'eau pour la reproduction, ne peut pas être posé sur l'eau. Pour plusieurs raisons, principalement le (manque d') échange gazeux à travers sa coquille, l'embryon ne se développera pas si l'œuf amniotique est pondu sur l'eau.

C'est pourquoi les tortues marines doivent quitter l'eau pour pondre leurs œufs, rampant lentement sur le sable dans une tâche très épuisante qui mettra plus tard leurs petits en danger. Il serait préférable de pondre les œufs dans l'eau, là où ils sont déjà… mais ils ne le peuvent pas.

Solution évolutive : Viviparité

Alors, comment certains mammifères pourraient-ils emprunter cette voie évolutive ? Parce que (la plupart) des mammifères ne pondent pas d'œufs amniotiques : ils ont développé viviparité au lieu. Et cette viviparité a permis à des mammifères comme les baleines et les dauphins de passer toute leur vie dans l'eau, sans jamais revenir sur terre.

Une preuve très intéressante de cette explication évolutive est le cas des ichthysaures. Ce groupe éteint de reptiles marins a passé tout son cycle de reproduction dans l'eau, ne retournant jamais sur terre. Comment est-ce possible avec un ovule amniotique ? La réponse est que les ichtyosaures ne pondaient pas d'œufs : tout comme les mammifères, ils étaient vivipares. Cette viviparité leur a permis d'être vraiment aquatiques.

Représentation artistique d'un ichtyosaure avec son embryon vivipare

Cette image désormais célèbre (Motani et al., 2014) montre un fossile très rare - et tragique, depuis leur mort -, un bassin d'un Chaohusaurus mère avec trois embryons dont un bien visible :

Donc, nous ne pouvons que spéculer que, le jour où un oiseau développera une viviparité (ou des changements radicaux dans la structure et la physiologie de l'œuf amniotique), alors nous pourrons avoir un oiseau vraiment marin.


Source : Motani, R., Jiang, D., Tintori, A., Rieppel, O. et Chen, G. (2014). Origine terrestre de la viviparité chez les reptiles marins du Mésozoïque indiquée par les fossiles embryonnaires du Trias précoce. PLoS ONE, 9(2), p.e88640.


39 Liste des cours de biologie marine à l'université

Cette page est destinée à ceux qui s'intéressent à la biologie marine et aimeraient connaître les cours ou les cours auxquels ils assisteront avant de pouvoir devenir biologiste marin. La simple vérité est qu'il n'y a pas de moyen facile d'obtenir des informations complètes sur les cours nécessaires à la biologie marine en raison de l'absence d'un programme universel.

Chaque institution proposant la biologie marine a son propre programme. Connaître toutes les grandes classes de biologie marine signifie que vous visiterez chacune de ces institutions et examinerez leurs plans de cours, ce qui est impossible.

Ce que j'ai répertorié sur cette page sont des cours/cours de biologie marine auxquels vous pouvez assister et rien ne garantit que tous les cours de biologie marine répertoriés seront disponibles dans l'école que vous avez choisie.

Néanmoins, vous pouvez probablement assister à 80% des cours majeurs de biologie marine répertoriés ici. Un programme de biologie marine peut vous qualifier pour de nombreuses carrières liées à la recherche, à l'océanographie et à la biologie, ainsi qu'à celles liées aux ressources marines du point de vue économique, sociologique ou informatique.

Ce sont des cours de biologie marine

  1. Physiologie et reproduction des animaux aquatiques
  2. Écologie des vertébrés marins de l'Arctique
  3. Biologie et culture des organismes aquatiques
  4. Biologie des Poissons
  5. Biologie des coquillages
  6. Extrêmes climatiques
  7. Anatomie et physiologie comparées des organismes marins
  8. Écosystèmes des récifs coralliens
  9. Courants et marées
  10. Maladies des organismes aquatiques
  11. Modélisation écologique
  12. Écologie et conservation des oiseaux et mammifères marins
  13. Estuaires
  14. Écologie des pêches
  15. Pêches Océanographie
  16. Génétique et écologie moléculaire
  17. La géologie et l'océan
  18. Systèmes hydrothermaux : une vision interdisciplinaire
  19. Zoologie des invertébrés
  20. La vie dans les profondeurs de l'océan
  21. La vie dans les océans polaires
  22. Botanique Marine : Diversité et Ecologie
  23. Processus écologiques marins
  24. Écosystèmes marins
  25. Poisson de mer
  26. Zoologie des invertébrés marins
  27. Mammologie marine
  28. Mammifères marins de la mer des Salish
  29. Pollution marine
  30. Zoologie marine
  31. Expérience de recherche en écologie côtière
  32. Les océans en danger
  33. L'écologie des parasites
  34. Comportement et cycle de vie des salmonidés
  35. Thèmes spéciaux en océanographie biologique
  36. L'océan Arctique en mutation
  37. La Mer Ouverte
  38. Biologie Marine Tropicale
  39. Vertébrés

Malheureusement, je ne peux pas vous dire l'exigence d'étudier la biologie marine car chaque établissement a ses propres conditions d'admission en biologie marine. S'il y a des cours de biologie marine qui ne sont pas mentionnés, veuillez utiliser le commentaire pour m'en faire part.


Le timing est tout

Extérieurement, certains signes sont donc troublants. Sur ces 172 espèces, près d'un tiers sont classées comme espèces préoccupantes aux États-Unis et au Canada. Les managers aimeraient inverser cette tendance, mais savoir par où commencer peut être délicat. Les espèces d'oiseaux de la mer des Salish varient considérablement selon la saison, ce qui rend leur étude difficile. Ironiquement, ce même défi pourrait également contenir un indice de leur déclin.

Dans la mer des Salish, lorsqu'il s'agit d'oiseaux, le timing est primordial.

En été, par exemple, la région est dominée par des espèces telles que les guillemots marmettes, les mactres de Cassin et les stariques rhinocéros, dont beaucoup se reproduisent en colonies le long de la côte extérieure. La plupart des relevés de ces oiseaux d'été montrent peu de tendances cohérentes. Certains, comme le Starique de Cassin, sont en augmentation, certains, comme le Guillemot marmette, sont assez stables et certains, comme le Guillemot marbré, une espèce en voie de disparition, continuent de décliner.

Les modèles d'hiver sont plus cohérents et clairs. Un certain nombre d'oiseaux qui dépendent de la mer des Salish en hiver montrent une tendance claire : vers le bas. Les macreuses sont en déclin. Les plongeons sont en déclin. Et, bien sûr, les grèbes occidentaux ont presque entièrement disparu de la région. Pourquoi donc?


Il y a actuellement quelque chose qui ne va pas le long de la côte américaine du Pacifique. Presque tous les jours, une mortalité animale catastrophique est signalée… Mais personne ne sait pourquoi.

Voici une liste abrégée des créatures qui ont connu des morts massives depuis 2011-

1) Étoiles de mer 2) Thon rouge 3) Sardine, Anchois, Hareng 4) Lions de mer 5) Oiseaux marins 6) Crabe royal rouge 7) Pélicans 8) Huîtres du Pacifique 9) Saumon rouge 1 0) Hareng 11) plancton 12) Anchois (encore) 13) Baleines 14) Thon et Germon 15) Plus récemment, les crabes au thon.

Les causes naturelles de l'environnement sont en partie à blâmer, de même que les sociétés de l'homme les effets de Fukushima, libérant des niveaux incalculables de rayonnement dans l'océan et sur les côtes du Pacifique, l'effet cumulatif des produits chimiques modernes et des déchets agricoles altérant l'eau et perturbant la reproduction.

Un nouveau rapport surprenant indique sans équivoque que l'océan Pacifique au large de la côte californienne se transforme en désert. Autrefois pleine de vie, elle devient maintenant stérile, et les mammifères marins, les oiseaux marins et les poissons meurent de faim en conséquence. Selon Ocean Health :

Les eaux du Pacifique au large des côtes de la Californie sont aujourd'hui d'un bleu clair et chatoyant, si transparent qu'il est possible de voir le fond sablonneux ci-dessous […] l'eau claire est un signe que l'océan se transforme en désert, et la réaction en chaîne qui provoque cette clarté amère est peut-être la plus évidente sur les plages de l'État d'Or, où des milliers de lions de mer émaciés sont échoués.

Au cours des trois dernières années, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) a remarqué un nombre croissant d'échouages ​​sur les plages de Californie et jusque dans le nord-ouest du Pacifique. En 2013, 1 171 lions de mer se sont échoués et 2 700 se sont déjà échoués en 2015 – un signe que quelque chose ne va vraiment pas, car les chiots ne se retrouvent normalement seuls que plus tard au printemps et au début de l'été.

"[Un nombre inhabituellement élevé d'otaries échouées en 2013 était un drapeau rouge] il y avait un problème de disponibilité de nourriture avant même que l'océan ne se réchauffe."Johnson : Cela n'est jamais arrivé auparavant… C'est incroyable. C’est tellement inhabituel, et il n’y a pas vraiment de bonne explication à cela. Il y a aussi de bonnes chances que le problème persiste, a déclaré un chercheur scientifique de la NOAA en climatologie, Nate Mantoue.

Les experts blâment le manque de nourriture en raison des eaux océaniques inhabituellement chaudes. La NOAA a déclaré il y a quelques semaines un El Niño, la configuration météorologique qui réchauffe le Pacifique. L'eau est de trois et demi à six degrés plus chaude que la moyenne, selon Mantoue, en raison d'un manque de vent du nord sur la côte ouest. Habituellement, le vent du nord entraîne le courant, créant une remontée d'eau qui apporte les nutriments qui nourrissent les sardines, les anchois et autres poissons dont se nourrissent les otaries adultes.

L'eau chaude pousse probablement les meilleurs aliments pour otaries - calmars du marché, sardines et anchois - plus au nord, obligeant les mères à abandonner leurs petits jusqu'à huit jours d'affilée à la recherche de nourriture.

Les chiots, selon les scientifiques, se sevraient tôt par désespoir et partaient seuls malgré leur insuffisance pondérale et leur mauvaise préparation à la chasse.

[…]

« Ces animaux arrivent vraiment désespérés. Ils sont en fin de vie. Ils sont en crise… et tous les animaux ne vont pas s'en sortir », a déclaré Keith A. Matassa, directeur exécutif du Pacific Marine Mammal Center, qui réhabilite actuellement 115 lions de mer.

Dans les débris de tempête qui jonchent le rivage de l'État de Washington, Bonnie Wood a vu quelque chose de macabre : les corps mutilés de dizaines de jeunes oiseaux de mer débraillés. Mercredi, en marchant sur 800 mètres le long de la plage du parc d'État de Twin Harbors, Wood a repéré plus de 130 carcasses de jeunes Stariques de Cassin, les victimes aux pieds bleus et de la taille d'une paume de ce qui est en train de devenir l'une des plus importantes mortalités massives d'oiseaux de mer jamais enregistrées. enregistré. «C'était tellement pénible», se souvient Wood, un bénévole qui patrouille les plages du nord-ouest du Pacifique à la recherche d'oiseaux morts ou échoués. « Ils étaient juste partout. Tous les dix mètres, nous trouvions dix autres corps de ces petites choses douces.

"C'est tout simplement énorme, massif, sans précédent", a déclaré Julia Parrish, écologiste des oiseaux de mer à l'Université de Washington qui supervise l'équipe d'observation côtière et d'enquête sur les oiseaux de mer (COASST), un programme qui suit les décès d'oiseaux de mer de la côte ouest depuis près de 20 ans. « On parle peut-être de 50 000 à 100 000 décès. Jusque là." (la source)

100 000 ne sonne pas nécessairement grand, statistiquement parlant, mais un précédent dans l'histoire de l'animation enregistréeTous les décès suggèrent qu'il est, en fait, massif. Même National Geographic note que ces événements mortels sont « sans précédent ». Une eau plus chaude est indiquée pour
une grande partie de la famine à laquelle sont confrontés de nombreux animaux morts.

L'année dernière, les scientifiques ont tiré la sonnette d'alarme sur la mort de millions d'étoiles de mer, imputées au réchauffement des eaux et au «virus mystérieux» :

Les étoiles de mer meurent par millions le long de la côte ouest, ce qui amène les scientifiques à mettre en garde contre la possibilité d'une extinction localisée de certaines espèces. À mesure que la maladie se propage, les chercheurs pourraient se concentrer sur un lien entre le réchauffement des eaux et l'augmentation du nombre de corps d'étoiles de mer. (la source)[…]

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L'épidémie, qui menace de remodeler la chaîne alimentaire côtière et de modifier la composition des bassins de marée pour les années à venir, semble être provoquée par un virus non identifié auparavant., a rapporté lundi une équipe de plus d'une douzaine de chercheurs de l'Université Cornell, de l'UC Santa Cruz, du Monterey Bay Aquarium et d'autres institutions. (la source)

Les changements de température dans l'océan Pacifique, entraînés par le cycle naturel des gyres au fil des décennies, déplacent les populations d'animaux sauvages, décimant les populations d'espèces tout au long de la chaîne alimentaire, prouvant à quel point l'équilibre de la vie dans l'océan est fragile.

Récemment, l'effondrement de la population de sardines a créé une crise pour la pêche et la faune marine sur la côte ouest :

La pêche commerciale de la sardine au large de la côte ouest du Canada vaut environ 32 millions de dollars, mais elle a soudainement disparu. De retour en octobre, pêcheur a signalé qu'ils sont revenus les mains vides sans un seul poisson après 12 heures de pêche à la traîne et quelque 1000 $ dépensés en carburant.

Sandy Mazza, pour le Brise quotidienne, a signalé un phénomène similaire dans le centre de la Californie : « [L]es sardines capricieuses sont si abondantes depuis tant d'années - parfois considérées comme le poisson le plus abondant dans les eaux côtières - que ce fut un choc quand il n'a pas pu trouver l'un des poissons côtiers bleu argenté brillant tout l'été, même si ce n'est pas la première fois qu'ils disparaissent. [soulignement ajouté]

[…]
« Est-ce El Niño ? Oscillation décennale du Pacifique ? [La fille? Changement climatique à long terme ? Plus de mammifères marins mangeant des sardines ? Sont-ils tous allés au Mexique ou plus loin au large ? Nous ne savons pas. Nous sommes presque sûrs que la population globale a diminué. Nous les gérons de manière assez conservatrice parce que nous ne voulons pas nous retrouver avec un autre Cannery Row, alors, à mesure que la population diminue, nous limitons la pêche. » a déclaré Kerry Griffin, responsable de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). (la source)

Selon un rapport du Daily Mail, les pires événements ont anéanti 90% des populations animales, loin de l'extinction, mais créant une rupture dans les chaînes alimentaires et les écosystèmes.

Et les facteurs environnementaux sont connus pour être un facteur, la pollution causée par les produits chimiques déversés par les usines étant clairement liée à au moins 20 % des décès de masse des populations d'animaux sauvages qui ont été étudiés, et de nombreux décès impliqués par un certain nombre de facteurs qui se chevauchent. Le Daily Mail a rapporté :

Les morts massives de certains animaux ont augmenté en fréquence chaque année depuis sept décennies, selon une nouvelle étude.

Les chercheurs ont découvert que de tels événements, qui peuvent tuer plus de 90 pour cent d'une population, sont en augmentation chez les oiseaux, les poissons et les invertébrés marins.

Les raisons de ces décès sont diverses, les effets liés à l'homme tels que la contamination de l'environnement représentant environ un cinquième d'entre eux.

Le ruissellement agricole de Big Agra introduit des niveaux élevés d'engrais et de pesticides qui créent des zones mortes affamées d'oxygène dont les poissons et les organismes aquatiques sont tués. Les déchets agricoles contiennent également des produits chimiques sexospécifiques comme ceux trouvés dans l'atrazine, utilisés dans la production de cultures de base, et des antibiotiques et des hormones, utilisés dans la production animale, qui créent un ruissellement dangereux pour les populations de poissons :

Le bétail excrète des hormones naturelles – œstrogènes et testostérones – ainsi que des hormones synthétiques utilisées pour stimuler leur croissance. En fonction des concentrations et de la sensibilité des poissons, ces hormones et simulacres d'hormones peuvent nuire à la reproduction des poissons sauvages ou fausser leurs sex-ratios. (la source)

Les contaminants pharmaceutiques sont également à blâmer pour le changement de sexe des poissons et la perturbation de la population, tandis qu'une étude a révélé que les produits chimiques contenus dans le Prozac modifiaient le comportement de la vie marine et rendaient les crevettes beaucoup plus susceptibles de se « suicider » et de nager vers la lumière. où ils sont devenus des proies faciles.

Les fermes piscicoles introduisent également un grand volume de pollution antibiotique et chimique dans les océans et les cours d'eau :

Les quartiers proches où les poissons d'élevage sont élevés (combinés à leur régime alimentaire non naturel) signifie que la maladie se produit souvent et peut se propager rapidement. Dans les fermes piscicoles, qui sont essentiellement des « CAFO de la mer », les antibiotiques sont dispersés dans l'eau, et parfois injectés directement dans les poissons.

Malheureusement, les poissons d'élevage sont souvent élevés dans des enclos dans l'océan, ce qui signifie non seulement que les agents pathogènes peuvent se propager comme une traînée de poudre et contaminer tous les poissons sauvages qui passent - mais les antibiotiques peuvent également se propager aux poissons sauvages (via l'aquaculture et le ruissellement des eaux usées) - et c'est exactement ce que les recherches récentes ont révélé. (la source)

La mortalité massive de poissons sur la côte brésilienne est liée à la pollution due au déversement d'eaux usées brutes et d'ordures.

l'année dernière, il a été signalé qu'une mort massive de grands dauphins dans le golfe du Mexique était liée par des chercheurs à la marée noire de Deep Water Horizon de BP. Des preuves ont été trouvées dans un tiers des cas de lésions de la glande surrénale, une maladie par ailleurs rare liée à l'exposition au pétrole. Plus d'un cinquième des dauphins ont également souffert de pneumonie bactérienne, provoquant une infection pulmonaire mortelle qui est également rarement observée dans les populations de dauphins.

Cette semaine, nous avons vu la dernière victime de cet événement, « le plus grand événement d'extinction océanique depuis la dernière période glaciaire », lorsque des millions de crabes thoniers se sont mystérieusement échoués le long des plages d'Ensenada, au Mexique.

Après la Californie, cette dernière mortalité massive a été signalée à Ensenada, en Basse-Californie, le 14 mai 2016, où les plages sont devenues complètement rouges !

Consultez la liste complète de toutes les morts massives d'animaux signalées pour 2015 et 2016 en cliquant sur l'année.


Pourquoi n'y a-t-il pas d'oiseaux marins ? - La biologie

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[Revue de livre] Biologie des oiseaux marins

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Résumé

Aucun texte consacré à la biologie et à l'écologie des oiseaux marins n'a été publié depuis 15 ans. Bien qu'un certain nombre de textes plus spécifiques à des taxons aient été produits au cours de cette période, il n'y a pas eu une seule publication qui a tenté de revoir notre connaissance de tous les principaux ordres d'oiseaux marins depuis les travaux de Nelson (1979), Croxall (1987) et Furness et Monaghan (1987). Suite à la publication de ces ouvrages, un corpus important et impressionnant de littérature a été produit. Compte tenu de l'expansion rapide du domaine au cours des deux dernières décennies, le moment était venu de produire un vaste recueil sur la biologie, l'écologie et la conservation des oiseaux marins du monde.

E. A. Schreiber et J. Burger sont les éditeurs de cette publication du CRC, Biologie des oiseaux marins. Le livre se compose de 19 chapitres dont la longueur varie de 15 à 51 pages. Il existe également deux annexes détaillées : (1) une liste d'espèces d'oiseaux marins (limitées aux ordres Sphenisciformes, Procellariiformes, Pelecaniformes et Charadriiformes, ces derniers étant limités aux Stercorariidae, Laridae, Rhynchopidae et Alcidae) et leur statut UICN, et (2 ) un tableau très utile des traits d'histoire de vie spécifiques aux espèces. Les 19 chapitres ont été préparés par 26 auteurs, parmi lesquels certains des scientifiques les plus respectés et les plus publiés au monde sur les oiseaux marins. Une brève préface présente le livre, son objectif (fournir un examen et un résumé de la recherche sur les oiseaux marins), son public (chercheurs, écologistes, gestionnaires et décideurs) et les taxons couverts. Les éditeurs ont co-écrit le chapitre d'introduction, Les oiseaux marins dans l'environnement marin. Les auteurs décrivent les caractéristiques distinctives des histoires de vie des oiseaux de mer par rapport à d'autres taxons, les hypothèses expliquant pourquoi ces modes de vie ont évolué et le rôle potentiel de la limitation de l'énergie dans l'évolution des histoires de vie des oiseaux de mer. Parallèlement à une discussion sur d'autres traits communs des oiseaux de mer, tels que la propension à la reproduction coloniale, les auteurs suggèrent également des orientations pour les recherches futures sur l'écologie des oiseaux de mer.


Biologie des oiseaux marins

Patrick GR Jodice, Daniel D. Roby, Michelle Antolos, Donald E. Lyons, Daniel J. Rizzolo, Sadie K. Wright, Cynthia D. Anderson, Scott K. Anderson, S. Kim Nelson, Adrian E. Gall, Liv Wennerberg, Biologie des oiseaux marins, Le Pingouin, Volume 120, Numéro 1, 1er janvier 2003, Pages 240–245, https://doi.org/10.1093/auk/120.1.240

Biologie des oiseaux marins - E.A. Schreiber et J. Burger, Eds. 2002. CRC Press, Boca Raton, Floride. xxii + 722 p. ISBN 0-8493-9882-7. 79,95 $.—Un texte consacré à la biologie et à l'écologie des oiseaux marins n'a pas été publié au cours des 15 dernières années. Bien qu'un certain nombre de textes plus spécifiques à des taxons aient été produits au cours de cette période, il n'y a pas eu une seule publication qui a tenté de revoir notre connaissance de tous les principaux ordres d'oiseaux marins depuis les travaux de Nelson (1979), Croxall (1987) et Furness et Monaghan (1987). Suite à la publication de ces ouvrages, un corpus important et impressionnant de littérature a été produit. Compte tenu de l'expansion rapide du domaine au cours des deux dernières décennies, le moment était venu de produire un vaste recueil sur la biologie, l'écologie et la conservation des oiseaux marins du monde.

E. A. Schreiber et J. Burger sont les éditeurs de cette publication du CRC, Biologie des oiseaux marins. Le livre se compose de 19 chapitres dont la longueur varie de 15 à 51 pages. Il existe également deux annexes détaillées : (1) une liste d'espèces d'oiseaux marins (limitées aux ordres Sphenisciformes, Procellariiformes, Pelecaniformes et Charadriiformes, ces derniers étant limités aux Stercorariidae, Laridae, Rhynchopidae et Alcidae) et leur statut UICN, et (2 ) un tableau très utile des traits d'histoire de vie spécifiques aux espèces. Les 19 chapitres ont été préparés par 26 auteurs, parmi lesquels certains des scientifiques les plus respectés et les plus publiés au monde. Une brève préface présente le livre, son objectif (fournir un examen et un résumé de la recherche sur les oiseaux marins), son public (chercheurs, écologistes, gestionnaires et décideurs) et les taxons couverts. Les éditeurs ont co-écrit le chapitre d'introduction, Les oiseaux de mer dans l'environnement marin. Les auteurs décrivent les caractéristiques distinctives des histoires de vie des oiseaux de mer par rapport à d'autres taxons, les hypothèses expliquant pourquoi ces modes de vie ont évolué et le rôle potentiel de la limitation de l'énergie dans l'évolution des histoires de vie des oiseaux de mer. Parallèlement à une discussion sur d'autres traits communs des oiseaux de mer, tels que la propension à la reproduction coloniale, les auteurs suggèrent également des orientations pour les recherches futures sur l'écologie des oiseaux de mer.

Les chapitres 2 à 19 couvrent un large éventail de sujets et, aux fins de cette revue, ont été organisés selon les groupes de sujets suivants : systématique et taxonomie (chapitres 2 et 3), écologie de la reproduction et de la recherche de nourriture (chapitres 4 à 10), physiologie et énergétique (chapitres 11 à 14), environnement et conservation (chapitres 15 à 17) et écologie des oiseaux de rivage et des échassiers dans le milieu marin (chapitres 18 à 19). Pour chaque chapitre, nous fournissons un titre abrégé et une liste d'auteurs.

Les chapitres 2 (« Fossil Record », par K. Warheit) et 3 (« Systematics and Distribution », par M. de L. Brooke) fournissent la base taxonomique de ce livre en passant en revue les archives fossiles et la systématique actuelle des oiseaux marins. Le chapitre 2 passe en revue les archives fossiles des oiseaux de mer et démontre également la pertinence de ces données pour les études contemporaines sur l'écologie, l'évolution et la structure des communautés d'oiseaux de mer. Par exemple, Warheit décrit comment la composition actuelle des communautés d'oiseaux marins au large de l'Afrique du Sud et dans le Pacifique Nord reflète la dérive des continents et les changements du niveau de la mer, et comment ces événements sont relatés dans les archives fossiles d'oiseaux marins. Bien que ce chapitre n'inclue pas de discussion sur le moment et l'endroit où certains traits clés des oiseaux de mer ont évolué (par exemple, l'incapacité de voler ou la plongée propulsée par des ailes), il fournit au lecteur une base solide en paléontologie des oiseaux de mer. Warheit inclut également une annexe méticuleusement recherchée à ce chapitre où 369 taxons fossiles sont répertoriés avec des informations temporelles, spatiales et bibliographiques. La discussion de Warheit sur les archives fossiles d'oiseaux marins prépare le lecteur au chapitre suivant, par M. de L. Brooke, qui passe en revue la systématique actuelle des oiseaux marins. Brooke décrit les quatre ordres considérés par la plupart comme constituant les oiseaux de mer et discute de certaines des relations taxonomiques qui sont reconsidérées en raison des progrès des techniques de génétique moléculaire. L'auteur compare succinctement les schémas de classification anatomique et moléculaire sans s'emmêler dans des détails taxonomiques qui dépassent le cadre du chapitre. Ce chapitre comprend également une discussion utile sur les caractéristiques déterminantes et la répartition de chaque famille d'oiseaux de mer, bien que dans certains cas, les photographies soient utilisées pour représenter des caractéristiques anatomiques que les illustrations auraient pu communiquer plus efficacement.

Les chapitres 4 à 10 passent en revue les sujets liés à la biologie de la reproduction des oiseaux de mer, à la démographie et à l'écologie de la recherche de nourriture, la majeure partie de cette section étant consacrée au premier sujet. Ces chapitres représentent l'essentiel de la recherche sur les oiseaux de mer au cours des trois dernières décennies, et leur contenu comprend des discussions sur certains des attributs qui rendent les oiseaux de mer si intéressants (par exemple, la reproduction coloniale, la recherche de nourriture à longue distance, la faible productivité annuelle). Bon nombre des questions abordées dans ces chapitres peuvent être attribuées à certaines des hypothèses classiques originales développées au cours des premières étapes de la recherche sur l'écologie des oiseaux de mer (par exemple, Ashmole 1963, Lack 1967).

Le chapitre 4 (« Colonial Breeding », par J.C. Coulson) fournit un long examen de la structure et de la fonction des colonies d'oiseaux marins. Étant donné que

95% des oiseaux marins sont coloniaux (une liste restreinte des espèces considérées comme non coloniales aurait dû être incluse), ce sujet mérite une attention considérable. Environ un tiers du chapitre est consacré à une discussion sur les théories et les fonctions de l'élevage colonial, y compris les théories classiques de la fonction des colonies (par exemple, la défense contre les prédateurs, le concept d'autorégulation de la population de Wynne-Edwards [1986] et le centre d'information hypothèse) et quatre hypothèses récentes sur la fonction des colonies proposées par Richner et Heeb ( 1996 group foraging) et Danchin et Wagner ( 1997 quality separation, sexual selection, and Commodity selection). Une partie importante du chapitre est consacrée à la discussion de Coulson sur 16 caractéristiques des oiseaux marins coloniaux et des colonies d'oiseaux marins. De nombreuses spéculations intéressantes font surface dans cette section, qui est renforcée par des exemples d'autres classes taxonomiques et ordres aviaires.

Le chapitre 5 (« Démographie », par H. Weimerskirch) passe en revue les aspects démographiques uniques des oiseaux de mer et discute des relations entre les paramètres démographiques au niveau de l'ordre, de la famille et de l'espèce. Weimerskirch utilise des analyses en composantes principales pour examiner les données sur l'histoire de la vie des oiseaux marins. Ces analyses illustrent comment les ordres et les familles d'oiseaux de mer se regroupent en fonction des attributs du cycle vital tels que la fécondité et l'espérance de vie, et mettent en évidence des orientations potentielles pour une enquête plus approfondie. Ce chapitre illustre l'importance des études démographiques pour l'écologie des oiseaux marins. La discussion sur la relation entre la démographie des oiseaux de mer et l'environnement marin aurait cependant bénéficié de l'utilisation d'exemples où les réponses démographiques des oiseaux de mer ont été mesurées parallèlement à des mesures indépendantes de la disponibilité des proies.

Le chapitre suivant (« Foraging Behavior and Food », par DA Shealer) est bien placé dans le texte pour poursuivre la discussion initiée au chapitre 5, étant donné que la démographie des populations d'oiseaux marins est en grande partie déterminée par la nature éphémère de la nourriture. l'approvisionnement et les stratégies de recherche de nourriture associées. Shealer passe en revue l'état actuel des connaissances sur le comportement de recherche de nourriture des oiseaux de mer et les ressources alimentaires et discute de certaines des adaptations morphologiques des oiseaux de mer qui améliorent leur capacité à se nourrir dans l'environnement marin. L'auteur consacre la majeure partie du chapitre à une revue des comportements de recherche de nourriture des oiseaux marins (par exemple, les schémas quotidiens de recherche de nourriture, l'olfaction, la recherche de nourriture commensale) et à une synthèse des principales proies constituant le régime alimentaire des oiseaux de mer. Bien que déjà assez large dans sa couverture, ce chapitre aurait bénéficié d'au moins un bref aperçu des prédictions de la théorie de la recherche de nourriture optimale et de sa relation avec l'écologie de la recherche de nourriture des oiseaux de mer. De plus, il y a eu peu de discussions sur la recherche de nourriture via la plongée de poursuite chez les oiseaux de mer, bien que ce sujet mérite sans doute son propre chapitre étant donné la richesse des recherches sur le sujet.

Le chapitre 7 (« Effets climatiques et météorologiques », par E. A. Schreiber) examine comment les populations d'oiseaux marins sont affectées par les événements climatiques et météorologiques qui se produisent sur une gamme d'échelles temporelles allant de jours à des années. Les effets directs et indirects des événements climatiques sur les oiseaux de mer sont pris en compte, y compris les problèmes liés à la thermorégulation, à la dynamique de vol et à la disponibilité des proies. Schreiber examine comment ces facteurs affectent en fin de compte la dynamique des populations d'oiseaux de mer, souvent via des changements dans les taux de productivité annuelle. Schreiber décrit ce qui a été appris sur l'écologie des oiseaux de mer en relation avec les événements d'oscillation australe El Niño (ENSO). L'auteur s'est appuyé sur des années d'expérience dans l'étude de ces relations dans le Pacifique tropical pour donner un aperçu précis de la façon dont de tels événements ont pu façonner certaines des premières théories et études sur la biologie de la reproduction des oiseaux de mer, en particulier sous les tropiques. En fait, cette section fournit une excellente revue des phénomènes ENSO pour tout lecteur, qu'il soit concerné par l'écologie des oiseaux marins en particulier ou par les événements ENSO en général. D'autres événements climatiques à plus long terme, tels que l'oscillation décennale du Pacifique et le réchauffement climatique, n'ont pas été discutés malgré leurs effets potentiels et, dans certains cas, connus sur les populations d'oiseaux marins.

Le chapitre 8 («Breeding Biology and Life Histories», par KC Hamer, EA Schreiber et J. Burger) commence par passer en revue les traits d'histoire de vie des oiseaux marins et en clarifiant les termes souvent confus « traits d'histoire de vie » (caractéristiques qui sont influenced at the evolutionary scale) and “life-table variables” (indices of individual performance). A discussion of the influences of age, weather, and food availability on the timing of breeding follows, although the discussion of effects of food availability merits more attention than is given. The core of this chapter consists of an excellent and thorough discussion of seabird breeding biology and life histories. This section, which is one of the strongest in the entire book, includes discussions of the evolution of nestling obesity, the relationship between latitude and chick-rearing period, the importance of stomach oil production in the Procellariiformes, and the variation in chick attendance among species. This section includes many thoughtful hypotheses that are backed up by clearly illustrated tables and figures.

Chapter 9 (“Site and Mate Choice”, by J. Bried and P. Jouventin) provides a well-referenced discussion of site and mate choice that concentrates on the relationship between seabird reproductive constraints and the degree of mate fidelity from an evolutionary point of view. The chapter begins by reviewing classic site- and mate-choice theories and progresses to a discussion of the constraints on site and mate selection of low clutch size, extended parental care, high juvenile mortality, and breeding latitude. Unfortunately, the discussion of habitat selection in reference to breeding site choice was relatively brief and merely touched upon the relationship between nest-site location and its proximity to key food resources. One of the strengths of this chapter was the discussion of mate-selection theory, which reviewed some of the costs of mate selectivity and included a review of current theories examining mate choice on the basis of physical characteristics (e.g. body condition), time of arrival, and territory quality. This chapter also included an extensive table that compiled information on nest-site fidelity, mate fidelity, survival, average life expectancy, and body mass for 93 seabird species.

Colonial nesting marine birds have always provided an outstanding opportunity for biologists to examine the roles and complexity of visual and auditory displays during courtship, mating, and chick-rearing. J. B. Nelson and P. H. Baird present the reader with a wealth of examples on those topics in chapter 10 (“Communication and Displays”). The chapter is organized into four primary sections based on the four major seabird orders. Each section covers basic breeding biology, territorial behavior, pair relationships, incubation and chick-rearing, and behavior outside the breeding season. The authors also discuss a wide-range of visual displays and provide written and illustrative descriptions of those, although little attention is given to vocal or olfactory communication. Although the illustrations greatly aid the reader in understanding those displays, the publishers could have supplemented the text via the web or a CD with a collection of images, sounds, or even short video clips exemplifying seabird communication and display.

The following three chapters (chapters 11–14) provide a review of the major physiological and energetic features of seabird ecology. Over the past three decades, research on the physiology and energetics of seabirds has grown considerably and has provided a great deal of insight, not only into seabird ecology, but also into the broader fields of avian physiological ecology and environmental physiology. The study of seabird energetics provides an opportunity to under-stand the mechanisms and constraints underlying seabird life history and demography and, although not stated explicitly in the text, the material presented in those four chapters clearly makes that point.

Chapter 11 (“Energetics”, by H. I. Ellis and G. W. Gabrielsen) thoroughly reviews the biology of adult seabird basal and field metabolic rates (BMR and FMR, respectively) as well as ecological correlates of both. This well-referenced chapter includes extensive data tables that compare BMR measures in 77 seabird species and FMR measures in 37 species. Each of the comparisons leads to a new allometric equation relating metabolic rate to body mass. The authors also provide useful reviews and critiques of measurement techniques for both BMR and FMR. Ellis and Gabrielsen also discuss central issues related to sea-bird thermoregulation, which they summarize in an extensive table reviewing thermal conductance in 35 seabird species. The authors use those data to produce a new allometric equation relating conductance to body mass. The new allometric equations presented by the authors advance our understanding of seabird energetics in important ways and enhance our ability to predict energetics and conductance. The chapter would have benefited, however, from the addition of figures that illustrated those allometric relationships and from more discussion of the ecological (as opposed to physiological) relevance of those attributes.

Whereas chapter 11 focuses on adult seabirds, the emphasis of chapter 12 (“Reproductive Physiology”, by G. C. Whittow) is its coverage of incubation and embryonic physiology. The author discusses the reproductive physiology of breeding adults, describes the process of egg formation, and briefly touches upon adult hormone changes associated with incubation. A review of egg formation and the energetics of incubation follow, although differences in incubation strategies among taxa are not discussed. The author also provides an overview of embryonic development, which provides a good transition to the following chapter (“Chick Growth and Development”, by G. H. Visser). In chapter 13, Visser focuses on growth patterns and energetics of young seabirds and methods for measuring energy budgets. This clear and well-written chapter begins with a discussion of interorder, interspecific, and intraspecific variation in growth-rate parameters, with emphasis on deviations from the seabird norm. That approach allowed for clear comparisons among taxa and for easy identification of species that were most different from the norm. A major emphasis of the chapter is the energetics of chick growth. Important components of chick energy budgets are summarized, including a brief review of available data on assimilation efficiencies in seabird chicks, and a detailed overview of methods used to measure energy budgets in developing chicks. Visser also presents detailed methodology for four techniques used to measure energy budgets: periodic chick weighing, time–energy budgets, water influx rates, and the doubly labeled water method. The author draws particular attention to fractionation effects on the accuracy of the doubly labeled water method and rightfully argues for a set of standardized assumptions to be used when calculating energy expenditure rates using that method. The chapter concludes with a novel comparative analysis of energy budgets for seabird family units.

Chapter 14 (“Water and Salt Balance”, by D. L. Goldstein) is, with the exception of chapter 1, the shortest of the book. It begins with a discussion of the avenues of input and output for water and salt in marine birds, including a summary of recent work on renal form and function in marine birds, much of which the author has been involved with. The section on salt (nasal) glands is brief, seemingly too brief for a group of birds that have taken that adaptation to its pinnacle. The section on inter- and intraspecific variation in seabird osmoregulation is thin, mostly because recent research in that area has been limited, but some studies were missed. This chapter would have benefited from illustrations of some of the anatomical features discussed in the text. The role of osmoregulation as a constraint on seabird reproductive behavior and ecology presents opportunities for new and interesting avenues of investigation.

Chapters 15–17 focus on management and conservation issues pertaining to seabirds. The editors included chapters covering effects of extrinsic chemicals and pollutants on seabirds (chapter 15), interactions between seabirds and fisheries (chapter 16), and sea-bird conservation issues (chapter 17). Although this list does not cover all of the pertinent conservation issues (e.g. predation and competition from invasive species could warrant a chapter all its own), it does provide the reader with a substantive review of some of the most important conservation and management issues facing seabird biologists.

Chapter 15 (“Chemicals and Pollution”, by J. Burger and M. Gochfeld) draws on the authors' many years of research experience on effects of marine pollutants on birds to develop a discussion of the various major pollutants (metals, organochlorine compounds, petroleum products, and plastics). Burger and Gochfeld provide a thorough discussion of the utility and limitations of using seabirds as bioindicators of pollutants. Differences in vulnerability of seabirds as related to trophic feeding level, age, gender, and taxa are reviewed, although that discussion is limited to differences in documented contaminant levels within each of those aforementioned groups, rather than mechanisms underlying those differences. The authors include contaminant-specific reviews for cadmium, lead, mercury, and selenium, and also provide case studies of their research into effects of lead exposure on seabirds. Treatment of organo-chlorine compounds focuses on pesticides and PCBs. Petroleum products and oil spills are only briefly covered relative to the magnitude of their effect on seabird populations. Biomarkers of pollution, particularly induction of mixed-function oxidases and their uses and limitations, are not discussed. The chapter does well, however, at emphasizing the relationship between sublethal toxicity at the individual level and effects on reproduction and population dynamics.

Another important anthropogenic factor affecting seabird populations is the interaction between seabirds and fisheries. W. A. Montevecchi reviews that topic in chapter 16 (“Fisheries Interactions”). The introduction describes both current and historic inter-actions between seabirds and fisheries. Montevecchi then discusses both positive and negative influences of fisheries on marine birds, as well as effects of seabirds on fisheries. Emphasis is placed on differentiating potential effects of fisheries on adult survival from those on reproduction. This chapter provides excellent examples of direct effects of fisheries on seabirds (e.g. gear entrapment), as well as examples of indirect effects of fisheries on seabirds (e.g. ecological repercussions of prey depletion). Although the author discusses sources of adult mortality related to fisheries and provides suggestions for management and mitigation, there is no discussion of the methods used to assess mortality estimates or other fishery–seabird interactions. The author's review of the positive effects of fisheries on seabirds highlights the ecological interactions between fishery activities and the marine food web, and demonstrates the difficulty in categorizing an interaction as positive or negative for all seabirds. The author offers valuable suggestions for management, such as using consumer pressure and economic incentives as means to promote ecologically responsible fishing practices.

Chapter 17 (“Conservation”, by P. D. Boersma, J. A. Clark, and N. Hillgarth) briefly reviews conservation issues for seabirds, with special attention to effects of habitat modification, introduced species, human harvest, and human disturbance. Other threats to seabirds, such as pollution and fisheries interactions, are covered in their own chapters, but mentioned here as well. The chapter provides an overview of the degree of legal protection afforded to marine birds as well as a discussion of progress that has been made in the arena of seabird conservation. Although this chapter presents a succinct review of conservation issues, including case studies that highlight both successes and ongoing challenges in seabird conservation would have enhanced it. A notable omission from this chapter was the lack of discussion pertaining to global warming and its current and potential effect on seabird populations, especially at high latitudes. The authors refer the reader to chapter 7 for a discussion of climate change, but nowhere in the book are the conservation implications of global warming fully discussed.

Chapters 18 (“Shorebirds in the Marine Environment”, by N. Warnock, C. Elphick, and M. A. Rubega) and 19 (“Wading Birds in the Marine Environment”, by P. C. Frederick) broadened the scope of this text by including reviews of taxa that are not typically considered marine birds but that may spend substantial portions of the annual cycle in marine environments. The shorebird chapter provided a brief review of shorebird biology before focusing on shorebird use of coastal habitats and influences of tides and climate on ecology, with particular emphasis on foraging behavior. This chapter also included brief sections on phalarope ecology, shorebird migration in the marine environment, and conservation issues. Similarly, chapter 19 reviewed wading-bird biology as it relates to the marine environment. Frederick provided the reader with an extensive overview of the current state of knowledge of marine waders, emphasizing wading-bird reproductive and behavioral ecology. This chapter thoroughly reviewed the broad range of foraging strategies employed by waders in marine environments, as well as foraging constraints and prey. As in the previous chapter, the author also provided an overview of conservation issues related to waders in the marine environment.

Biology of Marine Birds fills a vacant niche for those seeking a current review of seabird biology and ecology. The 19 chapters cover a wide array of topics, although a noticeable inconsistency within the book is the breadth and depth of each chapter. For example, some chapters are quite lengthy and provide in-depth reviews of the material as well as new analyses, whereas others provide only a brief overview of the focal topic. Most chapters do, however, provide the reader with a substantive review of prior research and suggestions for future research. Furthermore, although the book covered a wide array of topics, we felt that certain areas deserved greater attention. Those include, but are not limited to predation, disease, and parasites at colonies behavior and physiology of pursuit-diving nutritional ecology genetics and population structure ecology during the nonbreeding season, including migration behavior decadal-scale shifts in marine trophic structure and global warming. The inclusion of the shorebird and wading-bird chapters increased the scope of the text, but the omission of sections on other marine-dependent species such as sea ducks, loons, and grebes was notable.


1 Marine Fish

The study of fish, ichthyology, includes both freshwater and marine species. Since at least 25,000 species of fish exist in all their diverse categories -- including cartilaginous species likes sharks and rays, as well as the bony fishes -- this is a broad field for study. The marine biologist would technically study only saltwater fishes, though his special area of study may involve a more specific interest in one or more species and concentrate on a particular aspect within that study -- such as reproduction, migratory behaviors or even fish farming.


Why biodiversity among marine mammals and birds generally rises in cold, temperate waters

An African penguin (Spheniscus demersus) on a beach in South Africa. A new study examines why biodiversity among warm-blooded marine predators such as whales, seals and penguins rises in cold, temperate waters. Credit: Adam Wilson

In ecology, the diversity of species generally increases as you move toward the warmer latitudes of the tropics.

A new study explores a curious exception to this trend, examining why biodiversity rises in cold, temperate waters among warm-blooded marine predators such as whales, seals and penguins.

The research—published on Jan. 25 in the journal Science—presents a possible explanation for this unusual pattern.

"We show with data and theory that cold waters slow fishes' and sharks' metabolism, causing sluggish movement and giving mammals and birds important hunting and competitive advantages," says John Grady, a postdoctoral research associate at the National Great Rivers Research and Education Center and former postdoctoral researcher at Michigan State University, who led the study. "Sharks are easier to avoid and fish are easier to catch when the water is cold."

"As we conclude in the paper, 'Overall, warm-bodied predators are favored where prey are slow, stupid and cold,'" says co-author Adam Wilson, Ph.D., a biogeographer at the University at Buffalo. Wilson is an assistant professor in the Department of Geography in the UB College of Arts and Sciences.

A humpback whale (Megaptera novaeangliae) pictured in Cape Cod Bay off the coast of Massachusetts in the United States. Credit: Adam Wilson

"We are living through an era of rapid environmental change and biodiversity loss," Wilson adds. "Understanding the mechanisms that led to the current spatial distribution of biodiversity is critical to conserving it for future generations."

The study was an international collaboration, with contributors from Michigan State University, Bryn Mawr College, the University of Arizona, the University of New Mexico, the University of Freiburg in Germany, Dalhousie University in Canada, the U.N. Environment Programme World Conservation Monitoring Centre in the United Kingdom, UB, the National Great Rivers Research and Education Center, and Washington University in St. Louis.

Using data to quantify and explain marine predator diversity

As part of the study, Wilson co-developed a workflow that the team used to quantify and summarize the geographic distribution of almost 1,000 species of sharks, fish, reptiles, mammals and birds.

"We used these data to show how warm-blooded marine predators such as seals, whales and penguins do not follow the typical geographic pattern of increasing biodiversity near the tropics. Our analysis showed that the diversity of these predators systematically increases toward the poles relative to cold-blooded competitors such as large sharks and fish," Wilson says. "This curious fact led to the development of the theory presented in the paper, which explains the patterns of biodiversity by taking into account the relative speed at which predators pursue their prey in different water temperatures."

Magellanic penguins (Spheniscus magellanicus) near Navarino Island, Chile. Credit: Adam Wilson

Scientists found evidence to support this hypothesis when they examined consumption patterns among warm-blooded seals and active-hunting cetaceans (including dolphins, porpoises, beluga and narwhal).

"Analyzing global patterns of marine mammal abundance and consumption, we find seals and dolphins collectively consume approximately 80 times more of the available food near the polar seas than the warm equator," Grady says.

This may help to explain why these warm-blooded predators are more abundant and diverse in cold seas, Grady adds.


No-take zone

A no-take zone is an area set aside by a government where no extractive activity is allowed. Extractive activity is any action that extracts, or removes, any resource.

Biology, Ecology, Earth Science, Oceanography, Geography

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A no-take zone is an area set aside by the government where no extractive activity is allowed. Extractive activity is any action that removes, or extracts, any resource. Extractive activities include fishing, hunting, logging, mining, and drilling. Shell collecting and archaeological digging are also extractive.

No-take zones usually make up part of larger protected areas. These protected areas, sometimes part of national or state parks, are located on both land and open water, such as lakes and oceans. No-take zones offer a greater amount of protection to the ecosystems, habitats, and species within the boundaries of those larger, and less restrictive, protected areas.

No-take zones are a specific type of marine protected area (MPA). According to the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), no-take MPAs totally prohibit the extraction or significant destruction of natural or cultural resources.

No-take MPAs are rare. Most countries and states have fisheries that depend on the extraction of marine life. Sport fishing and commercial fishing are often important industries in coastal areas. Throughout the world, the fishing industry is the most powerful opponent of no-take zones. However, archaeologists, treasure hunters, and the oil and mining industries are also often critical of no-take MPAs.

Most no-take zones are often part of multiple-use MPAs, where different levels of activity are allowed in different zones. Multiple-use MPAs regulate the amount of extractive activity, as well as recreation and scientific research, that can take place in a protected area.

No-take zones within multiple-use MPAs usually protect the spawning grounds of many aquatic species. They may also serve as outdoor laboratories that allow scientists to compare the undisturbed areas of a no-take area to those impacted by human activities. Through these experiments, scientists are better able to understand how human activities affect the marine environment.

Channel Islands National Marine Sanctuary, California

The Channel Islands National Marine Sanctuary is a multiple-use MPA located in the Santa Barbara Channel, off the southern coast of the U.S. state of California. The sanctuary encompasses about 3,807 square kilometers (1,470 square miles) of water surrounding Anacapa, Santa Cruz, Santa Rosa, San Miguel, and Santa Barbara Islands. The islands surrounded by the no-take MPAs are not inhabited by people, and only limited scientific research is allowed on them.

In 2007, NOAA added nine new marine zones to the sanctuary, eight of which are no-take marine reserves. These new no-take areas prohibit all extractive activities and injury to sanctuary resources.

The Channel Islands no-take zones protect a great variety of organisms, including large forests of giant kelp, fish, invertebrate populations such as shrimp and clams, and diverse species of marine birds. Marine mammals, such as whales and sea lions, also inhabit the sanctuary. The no-take zones provide full or part-time habitats for endangered species, including blue, humpback, and sei whales, southern sea otters, California brown pelicans, and the California least terns.

Great Barrier Reef Marine Park, Australia

Located off the northeast coast of Australia, Great Barrier Reef Marine Park begins at the tip of Cape York in the territory of Queensland and extends south almost to the city of Bundaberg. The park is only slightly smaller than the nation of Japan, and stretches approximately parallel to the Queensland coast for more than 2,240 kilometers (1,400 miles).

In the Great Barrier Reef, no-takes areas are also known as Green Zones. Within Green Zones, recreational activities such as boating, snorkeling, and diving are allowed. However, fishing and coral collecting are entirely prohibited.

Until recently, no-take zones made up less than five percent of Great Barrier Reef Marine Park. Within the last ten years, the network of no-take areas now covers more than 33 percent of the MPA.

Green Zones improve the protection of the regions biodiversity through a series of strict guidelines. All Green Zones in the MPA are at least 10 kilometers (6 miles) wide.

The Green Zone network offers at least 20 percent protection per bioregion. A bioregion is a geographic region that is larger than a single ecosystem. Some of the bioregions protected by no-take zones in the Great Barrier Reef include coastal beaches, lagoons, and more than 30 types of coral reefs.

Great Barrier Reef Marine Park supports a phenomenal variety of organisms, including many vulnerable or endangered species. Four hundred coral species make up the majority of the reef. Six species of sea turtles come to the reef to breed, while 215 species of birds regularly visit the reef, with some nesting on nearby islands. The islands also support 2,195 known plant species. More than 1,500 species of fish live on the reef, and thirty species of whales, dolphins, and porpoises have been recorded within the MPA.

The Great Barrier Reef is one of the richest, most complex, and most diverse ecosystems in the world. It is also one of Australias most profitable tourist centers. Tourists visit the Great Barrier Reef to enjoy the largest coral reef in the world, its colorful and unique habitats, and the array of recreational activities in the area. They also come to participate in sport fishing and other extractive activities.

Australia has large fisheries near the Great Barrier Reef. Marlin, coral trout, bass, snapper, and a wide variety of sharks are harvested near the park. Some of these fish are also harvested in the park itself, in zones that allow for commercial or sport fishing.

The network of no-take zones allows leaders to manage the park to support both the environment and economy of the area.


Marine Ecosystems

Marine ecosystems are aquatic environments with high levels of dissolved salt. These include the open ocean, the deep-sea ocean, and coastal marine ecosystems, each of which have different physical and biological characteristics.

Biology, Ecology, Conservation, Earth Science, Oceanography

Coral Reef State Park

Coral reefs are a diverse form of marine ecosystem, which in total may account for a quarter of all ocean species. Several types of fish and coral are shown here at John Pennekamp Coral Reef State Park in Florida, United States.

Photograph by James L. Amos

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Marine ecosystems are aquatic environments with high levels of dissolved salt, such as those found in or near the ocean. Marine ecosystems are defined by their unique biotic (living) and abiotic (nonliving) factors. Biotic factors include plants, animals, and microbes important abiotic factors include the amount of sunlight in the ecosystem, the amount of oxygen and nutrients dissolved in the water, proximity to land, depth, and temperature.

Sunlight is one the most important abiotic factors for marine ecosystems. It&rsquos so important that scientists classify parts of marine ecosystems&mdashup to three&mdashby the amount of light they receive. The topmost part of a marine ecosystem is the euphotic zone, extending down as far as 200 meters (656 feet) below the surface. At this depth, there is sufficient light for regular photosynthetic activity. Most marine life inhabits this zone. Below the euphotic zone is the dysphotic zone, which can reach from 200 to as deep as 1,000 meters (656 to 3,280 feet) below the surface. At these depths, sunlight is still available, but only enough to facilitate some photosynthesis. Below the dysphotic zone lies the aphotic zone, which does not receive any sunlight.

Types of Marine Ecosystems

Scientists divide marine ecosystems into several broad categories, although there are discrepancies depending on the source about what qualifies as a marine ecosystem. The number of marine ecosystems is actively debated. Although there is some disagreement, several types of marine ecosystems are largely agreed on: estuaries, salt marshes, mangrove forests, coral reefs, the open ocean, and the deep-sea ocean.

An estuary is a coastal zone where oceans meets rivers. Here, nutrients and salts from the ocean mix with those from the river in regions sheltered from extreme weather. As a result, estuaries are among the most productive places on Earth and support many types of life. In addition, because they are located where rivers join the ocean, estuaries have traditionally supported many human communities and activities like fishing, shipping, and transportation.

While estuaries form where ocean meets rivers, salt marshes occur where oceans meets land. These places are rich in nutrients from sediment brought in by the ocean. Marshes are regularly flooded by high tides, making the surrounding ground wet and salty. As a result, the soil is low in oxygen and filled with decomposing matter. These ecosystems are dominated by low-growing shrubs and grasses.

Another coastal ecosystem is the mangrove forest. Mangrove forests are found in tropical areas. Thesee ecosystems frequently flood with ocean water, submerging the roots of mangrove trees. The root systems of mangroves filter out salt and sit above ground to access oxygen. These trees provide a home for a variety of species. Animals, such as fish, crabs, shrimp, reptiles, and amphibians, live among the mangrove&rsquos roots while its canopy provides a nesting site for birds.

A bit farther out into the tropical sea are coral reefs, euphotic-zone ecosystems built from the exoskeleton secreted by coral polyps. These exoskeletons form complex structures that shelter many different organisms. Coral reefs are extremely diverse ecosystems that host sponges, crustaceans, mollusks, fish, turtles, sharks, dolphins, and many more creatures. By some counts, coral reefs can account for a quarter of all ocean species.

Beyond the coral reefs lies the open ocean. Open ocean ecosystems vary widely as the depth of the ocean changes. At the surface of the ocean, the euphotic zone, the ecosystem receives plenty of light and oxygen, is fairly warm, and supports many photosynthetic organisms. Many of the organisms that we associate with marine ecosystems, such as whales, dolphins, octopi, and sharks, live in the open ocean.

As the depth of the ocean increases, it gets darker, colder, and with less available oxygen. Organisms living in deep-sea ecosystems within the dysphotic and aphotic zones have unusual adaptations that help them survive in these challenging environments. Some organisms have extremely large mouths that allow them to catch whatever nutrients fall from shallower ocean depths. Others have adapted to get their energy via chemosynthesis of chemicals from hydrothermal vents.

Coral reefs are a diverse form of marine ecosystem, which in total may account for a quarter of all ocean species. Several types of fish and coral are shown here at John Pennekamp Coral Reef State Park in Florida, United States.


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