דגי מים עמוקים

ממוזער|431x431px|תרשים של אזורי המצולות
דגי מים עמוקים הם דגים החיים במעמקי האוקיינוס, באזורים חשוכים שקרני השמש אינן מגיעות אליהם, הנמצאים מתחת לשכבה האפיפלגית של הים. מים עמוקים הם טווח העומק באוקיינוס הפתוח המרוחק מהחופים הרדודים, הנמצא בין 200 מטרים מתחת לגובה פני הים לבין 11,000 מטרים מתחת לגובה פני הים.

משפחת הדגים הנפוצה ביותר במים העמוקים היא האורנוניים, ובאזורים הללו חיים גם פנסיים, כרישי סיגר, גונוסטומטיים, חכאים, מלתענים ומינים מסוימים של צלופחים. דגי המעמקים התפתחו והסתגלו לחיים בתנאים קיצוניים של חשיכה, קור, לחץ גבוה מאד, דלות במקורות מזון וחמצן ותנאי רבייה קשים.

 תנאי מחיה 
ממוזער|זרמי המים הימיים בהשפעת מפלי משקלים סגוליים של המים כתוצאה מהבדלי טמפרטורות וריכוזי מלח. זרמים באדום הם זרמים עיליים, זרמים בכחול הם זרמים עמוקיםדגי המים העמוקים חיים באזור עמוק מ-200 מטרים מתחת לגובה פני הים. 90% מנפח האוקיינוס, האזורים שנמצאים מתחת לשכבה האפיפלגית, מצויים בחשיכה, עם טמפרטורה שלא עולה מעל ל-4 מעלות צלזיוס ועשויה לרדת עד למינוס 2 מעלות צלזיוס, למעט מערכות אקולוגיות של פתחים הידרותרמים שעשויות לעלות עד 350 מעלות צלזיוס. במים העמוקים, רמות חמצן נמוכות וישנם לחצים הידרוסטטיים בין 20 ל-1,000 אטמוספירות (בין 2 ל-100 MPa). אוכלוסיית הדגים באזורים השונים מושפעת מהזרימה הטרמוהלינית  של מי האוקיינוס שהיא תוצאה של השפעת הקור וריכוזי המלח על המשקל הסגולי של המים. נדידת המים ממקומות קרים לחמים ולהפך, מבטיחים הובלת חום, חומרי מזון וחמצן שמקורו בעיקר מן המים העליים ומהקרחונים אל מעמקי האוקיינוס ומאפשרים חיים גם באזורים שבהם לא מתקיימת פוטוסינתזה שהיא מקור לחמצן ולחומרי מזון בטבע.

 מאפיינים 
ממוזער|250x250 פיקסלים|תרשים של התכונות החיצוניות הבסיסיות של דג מים עמוקים מסוג גרנדייר תהום , הכולל מדידות אורך סטנדרטיות.
שמאל|ממוזער|ג'יגנטקטיס  הוא דג ים עמוק עם סנפיר גב שחלקו הקדמי התארך מאוד ובקצהו פיתיון פוטופורי המשתמש בביולומינסנציה כאמצעי תאורה
דגי המים העמוקים פיתחו התאמות שונות כדי לשרוד בתנאי קיצון. מחזור החיים של הדגים יכול להתקיים אך ורק במים העמוקים, אך ההטלה של מינים מסוימים מתרחשת במים רדודים יותר והמתבגרים יורדים למעמקים בתקופת ההתבגרות. ללא קשר לעומק המים שבו הוטלו הביצים והתפתחו הזחלים. הדגים הבוגרים חיים בדרך כלל בים הפתוח. עומק המחייה משפיע על המאפיינים ועל המבנה של הדגים החיים באזור, אך ישנם מאפיינים משותפים בין המינים השונים שנובעים מתנאי הקיצון בסביבת המחיה שמתחילים כבר באזור המים הרדודים יחסית, כמו למשל, הלחץ האטמוספירי והמחסור בתאורה.

 עיניים וראיה 
מאחר שרבים מהדגים הללו חיים באזורים שבהם חסרה תאורה טבעית, הם אינם יכולים לסמוך רק על הראייה שלהם לאיתור טרף, למציאת בני זוג ולהימנעות ממגע עם טורפים. רבים מהאורגניזמים הללו עיוורים ומסתמכים על החושים האחרים, כגון רגישות לשינויים בלחץ ובריח של הסביבה על מנת לתפוס את מזונם וכדי להימנע מהפיכה לטרף. אלו שאינם עיוורים הם בעלי עיניים גדולות או מפותחות המאפשרות ללכוד כמות גדולה ככל האפשר של אור חלש. הן עשויות להיות עד פי 100 רגישות יותר לאור מאשר עיניים אנושיות. התאמות נוספות כוללות עיניים צינוריות, רשתיות מרובות שכבות, ורגישות לאור אדום. בעוד שלרוב בעלי החוליות יש בדרך כלל גן אחד האחראי לפוטורצפטור אופסין הקרוי Rh1, המסייע לבעלי חיים לראות באור עמום, לחלק מדגי הים העמוק יש כמה גנים של Rh1, ולמין ספיניפין הכסף  יש 38 גנים של Rh1.

צבעם של בעלי חיים ימיים נוטה להשתנות בהתאם לעומק, כאשר בעומק רב יותר בעלי החיים נוטים להיות אדומים או שחורים. הסיבה לכך היא שאור אדום מסונן על ידי המים, מה שהופך את הדג לבלתי נראה למעשה. מינים רבים של דגי מים עמוקים הם בעלי גוון עור כהה וחלקם בעלי עור על-שחור  המחזיר פחות מ-0.5% מהאור. הסוואה זו מסייעת להם להתמזג עם הרקע החשוך ולהימנע מלהיראות על ידי טורפים או על ידי טרף, ובפרט על ידי דגים המשתמשים בביולומינסנציה.

 הזנה ואנרגיה 
ממוזער|חכאי תהומות הוא מין דג בעל פה גדול שאינו פרופורציונלי לגודל גופו
בשל המחסור באור פוטוסינתטי המגיע לסביבות העמוקות, כדי לצרוך חומרים מזינים, רוב הדגים צריכים להסתמך על חומר אורגני השוקע מרמות גבוהות יותר, המורכב בעיקר מפלנקטון מת ומכדורי צואה המיוצרים על ידי זואופלנקטון, הנקרא שלג ימי.

במקרים נדירים יותר, צורכים הדגים אנרגיה מחומרים הנמצאים בסביבת מקורות נביעה הידרותרמית. המים הנפלטים מהנביעות ההידרותרמיות עשירים במינרלים מומסים המזינים אוכלוסייה גדולה של חיידקים כמואוטוטרופים. החיידקים משתמשים בתרכובות הגופרית, במיוחד במימן גופרי, תרכובת רעילה ביותר עבור מרבית האורגניזמים המוכרים, על מנת לייצר חומר אורגני בתהליך הכימוסינתזה, שמשמש את דגי המים העמוקים כמקור אנרגיה.

דגים החיים בים הפתוח חיים בדלילות יחסית, ומוצאים מזון רק לעיתים רחוקות. לכן, הדגים הללו פיתחו מנגנונים רבים של התאמות לתנאי המחיה הקיצוניים. רבים מדגי המים העמוקים הם בעלי פה גדול המצויד בשיניים חדות המשמשות לתפיסת טרף בקלות, ולסתות ציר המאפשרות חופש תנועה ומפתח גדול. חלקם מצוידים באיברים מאירים המכונים פוטופורים  המשמשים לתקשורת, למשיכת טרף ולהסוואה. לדגי חכאי התפתח איבר ארוך דמוי חכה המבצבץ מחלקו הקדמי של ראשו, שבקצהו פיסת עור ביולוגית המתפתלת כמו תולעת כדי לפתות את טרפו. חלקם חייבים לטרוף דגים בגודל זהה לגודלם או אף גדולים מהם, ולכן מבנה גופם מאפשר להם הרחבה והם מותאמים לעיכול יעיל.

מנגנון הביולומינסנציה מהווה התאמה חיונית לדגי מים עמוקים, המאפשרת להם לשרוד בסביבה החשוכה והדלה במזון של מעמקי האוקיינוס. דגים כדוגמת החכאים משתמשים באיבר מואר (esca) המכיל חיידקים זוהרים, הממוקם בקצה שלוחה דמוית חכה, כדי למשוך טרף בסביבה החשוכה. מנגנון זה מאפשר להם לצוד ביעילות מבלי לבזבז אנרגיה מיותרת. בנוסף, דגים כמו המלתען מצוידים בפוטופורים  המפיקים אור באמצעות בקרה עצבית לאורך גופם, ומשמשים להסוואה באמצעות התאמת האור לסביבה (counter-illumination), מה שמקשה על טורפים לזהותם. מבחינה ביוכימית, הביולומינסנציה מתבצעת באמצעות תגובה בין לוציפרין  לחמצן, בתיווך אנזים לוציפראז, תהליך חסכוני באנרגיה המהווה יתרון בסביבה דלה במשאבים. הביולומינסנציה משמשת לדגים אלו ככלי מרכזי להשגת מזון, להסוואה ולהישרדות במעמקי הים.

 מחיה בתנאי לחץ גבוה 
רבים מהדגים החיים במעמקי האוקיינוס בעלי מבנה גוף המאפשר להם לשמור על ציפה במים העמוקים ועל עמידה בלחצים גבוהים. זאת בניגוד לדגי השכבה האפיפלגית (בין 0–200 מטרים), הנעזרים בשלפוחית ציפה  כדי לנווט לעומק. דגי מים עמוקים מתמודדים עם אתגרי ציפה ייחודיים בשל הלחץ ההידרוסטטי הגבוה בעומקים של מאות ואלפי מטרים, אשר מקשה על שימוש בשלפוחית ציפה גזית. במקום זאת, רבים מהם פיתחו התאמות פיזיולוגיות חלופיות: חלקם מציגים רקמות ג'לטיניות בעלות ריכוז יונים נמוך, מה שמפחית את צפיפות גופם ומסייע בציפה. אחרים, כמו דג הבועה, מסתמכים על גוף בעל צפיפות נמוכה מעט מזו של המים, המאפשר להם לרחף מעל קרקעית הים ללא שימוש מאומץ בשרירים. בנוסף, מינים מסוימים מפחיתים את צפיפות גופם באמצעות הקטנת מינרליזציה של העצמות והצטברות שומנים קלים, מה שמסייע בשמירה על איזון ציפה. התאמות אלו מאפשרות לדגים אלו לשמור על מיקום יציב בעמודת המים תוך חיסכון באנרגיה, המהווה יתרון משמעותי בסביבה דלה במשאבים.

 רבייה 
דגי המים העמוקים מפגינים מגוון רחב של אסטרטגיות רבייה ייחודיות, אשר מותאמות לתנאי הסביבה הקיצוניים שבהם הם חיים. ההתאמות הנדרשות לצורך הרבייה, מדגימות את חוסר האחידות של המערכות האקולוגיות בעומק האוקיינוס, וחושפות התנהגויות מורכבות שהתעצבו תחת תנאי לחץ גבוה, טמפרטורות נמוכות ומשאבים מוגבלים.

אחד האתגרים המשמעותיים ברביית דגי מים עמוקים הוא מציאת בני זוג בסביבה שבה האוכלוסייה דלילה מאוד. כדי להתגבר על קושי זה, חלק מהמינים פיתחו אסטרטגיות ייחודיות, כגון ביולומינסנציה המשמשת למשיכת בני זוג, או מנגנוני חישה מפותחים במיוחד המאפשרים להם לאתר פרטים אחרים ממרחק רב. בנוסף, ישנם מינים שפיתחו יכולת להפריה עצמית, ומינים אחרים שפיתחו צורות ייחודיות של דו-צורתיות זוויגית, כאשר הזכרים הזעירים מתחברים פיזית לנקבות הגדולות בהרבה והופכים לחלק מהגוף שלהן, מה שמבטיח זמינות של תאי זרע בעת הצורך בעוד שהנקבה מספקת לזכר תמיכה מטבולית.

מינים רבים החיים במעמקי הים מתרבים לאורך כל השנה ולא בעונות רבייה קבועות, ככל הנראה בשל היציבות היחסית של תנאי הסביבה במעמקים. לעומת זאת, דגי מים רדודים מתאימים לרוב את עיתוי הרבייה למחזורי טמפרטורה או לזמינות מזון.

 אסטרטגיות תטולה 
דגי מים עמוקים נוטים להטיל פחות ביצים, אך הביצים שהם מטילים גדולות יותר בהשוואה לדגים החיים במים רדודים. פוריות נמוכה (כ-500 ביצים בהטלה אחת) עשויה לנבוע ממגבלות מקום לדגירה או מאסטרטגיות המיועדות לשיפור סיכויי ההישרדות של הצאצאים. לרוב, שלב הפגית מתרחש בשכבה האפיפלגית העשירה בנוטריינטים, ורק לאחר מכן נודדים הדגים לאזורי המחיה העמוקים שם יחיו כפריטים בוגרים.

מין הדג  ממשפחת המורניים דוגר על הביצים בפיו. פרטים שנאספו עם ביצים בחלל הפה ומאפיינים מורפולוגיים הקשורים לשלב הקדם-דגירתי, מצביעים על כך שזו אסטרטגיה המגנה על הצאצאים בעומקים דלי חמצן. גודל הביצים הקטן (בהשוואה לדוגרי-פה במים רדודים) עשוי לשפר את יעילות הפעפוע של חמצן מן המים אל תוך הביצים בסביבה ענייה בחמצן.

 אבולוציה ותהליכי הסתגלות 
מיני דגים מעל-הסדרה אקנתופטריגי, הכוללים סנפירים קוצניים, נדירים בקרב דגי מים עמוקים, מה שמרמז על כך שדגי מים עמוקים הם עתיקים ומותאמים כל כך לסביבתם עד שפלישות של דגים מודרניים יותר לא הצליחו. מקריני הסנפיר המעטים שקיימים באזור הם בעיקר ברקנאים ולמפיריים, שהן סדרות שהתפתחו בתקופה קדומה.

רוב דגי הים הפתוח החיים במעמקי הים שייכים למשפחות משלהם ואינם קרובים לדגי מים רדודים, מה שמרמז על אבולוציה ממושכת שהתבצעה בסביבת הים העמוק. לעומת זאת, מינים בנתונים  (החיים בצמוד לקרקעית) רבים, שייכים למשפחות הקרובות גם לדגי מים רדודים.
+אזורים ימייםמיני דגים נפוצים באזורים השונים של האוקיינוסאזור אפיפלגיקיים מגוון רחב של סוגים:
 מקרל, רקוויאם וכרישי לוויתן
 דגי קלופאיפורם - הרינג, אנשובי
 סלמון - סלמון
 את'ריניפורמים - דגים מעופפים, חצאי מקור, דגיגונים
 פרסיפורמים - ג'קים, דולפיניגים, פומפרטים, ברקודות, טונות, דג מיל.אזור מזופלגיאורנוניים, ירחוניים, דג לנצט ארוך-אף, אופיסטופרוקטיים, Sabertooth fish , Stoplight loosejaw , דג עין-חביתאזור בתיפלגיבעיקר גונוסטומיים וחכאים. כמו כן ניבני התהומות, מלתען, Black swallower, Telescopefish, Hammerjaw, לסתיתיים ועודאזור בנטופלגיראטטאי וזלדקניים נפוצים במיוחדבנטיתדג שטוח, דג נחיתות, צלופח, צלופח עין ירוקה, טריגון, דג גוש ודג עטלףMoyle, Peter B; Cech, Joseph J, Fishes: an introduction to ichthyology

 דגי האזור המזופלגי 
השכבה המזופלגית  משתרעת בעומק שבין 200 ל-1,000 מטרים ומהווה כ-20% מנפח מי-האוקיינוס. מאפייניה הם:
 כמות אור מינימלית שניתנת למדידה
 הטמפרטורה של המים נעה בין 5–20 מעלות צלזיוס
 כמות מינימלית של חמצן עד לעומק שבין 1,000-700 מטר
 מליחות ממוצעת של ק"ג/ג 33–35, אך עשויה להגיע באזורים מסוימים גם לק"ג/ג 37
 עשיר במזון בהשוואה לאזורים העמוקים יותר
 לחצים הידרוסטטיים גבוהים (בין 20 ל-100 אטמוספירות)
ממוזער|דגים השייכים למשפחת ה -  החיים באזור המזופלגי
ממוזער|דג ה-Psychrolutes marcidus, החי באזור המזופלגי
דגי השכבה המזופלגית  עברו תהליך של הסתגלות מחייה באזורים דלי אור. הדגים הנפוצים ביותר שייכים לקבוצות הבאות:
 דג הקרוי , השייך למשפחת  בעלי איברים מאירים הממוקמים בחלקים התחתונים השטוחים של הראש או הבטן, הקרויים פוטופורים . באיברים אלה מתבצע תהליך של תאורה ביולוגית הקרוי ביולומינסצנציה. תפקידם הוא הסוואה, הרחקה, פיתיון ותקשורת בין המינים למציאת בני-זוג. התאורה הבטנית מטשטשת את קווי המתאר של הדג ועל ידי כך מרחיקה טורפים. הרחקת טורפים מתבצעת על ידי תאורה פתאומית על ידי הפוטופטורים הגורמת לבהלה והרחקת הטורף. אלו הם דגים יחסית קטנים הניזונים מזואופלנקטון וסרטנים קטנים. בעלי הרגלי נדידה אנכית במי-האוקיינוס כלפי מעלה בלילה ונדידה אנכית כלפי מטה ביום לאיסוף מזון.
 דג הבועה מצוי בעיקר במי האוקיינוס ליד אוסטרליה וניו זילנד, אך גם באוקיינוס ההודי, באוקיינוס השקט ובאוקיינוס האטלנטי. מבנה גופו ג'לטיני, עשיר במים ובשומן המאפשרים את העמידה ללחצים הידרוסטטיים גבוהים. כדי לחסוך במקורות אנרגיה, הם ממעטים לנדוד ולכן אורבים לטרפם.
 יחד עם הדגים הללו מצויים באזורים אלה גם בעלי-חיים השייכים לקבוצות טקסונומיות אחרות, כגון, המדוזה  שהיא מדוזה ביופלואורסצנטית, והרכיכה דמוית התמנון , שהסתגלו לתנאי המחיה של שכבה זו במעמקי האוקיינוסים.

 דגי האזור הבתיפלגי 
ממוזער|דג המלתען החי באזור הבתיפלאגי והמזופלאגי
האזור הבתיפלגי  משתרע בעומק של 1,000-4,000 מטרים ומהווה כ-59% מנפח מי-האוקיינוס. מאפייניה הפיזיקליים והכימיים של שכבה זו הם:
 אי חדירת קרני אור
 חוסר חמצן שמקורו מפוטוסינתזה
 חוסר בפיטופלנקטון וצמחייה ימית. חלק ממרכיבי מזון המצויים בה מקורו משקיעה של חומרים מהשכבות האפיפלגית והמזופלגית שמעליה.
 טמפרטורה לרוב קבועה של 4 מע"צ
 מליחות ממוצעת של ק"ג/ג 33–35
 תאורה ביוכימית  מוגבלת
 לחצים בין 100 ל-400 אטמוספירות
הדגים באזור הבתיפלגי הם דגים טורפים, כדוגמת דג המלתען הקרוי גם דג צפע, נודד בין השכבה הבתיפלגית לשכבה המזופלגית. הדג נעזר במלתעות גדולות, גמישות וחזקות, המאפשרות בליעת טרף בעל ממדים גדולים בשלמותו, בעל שינים ארוכות העוזרות לו לתפיסת הטרף והכנסתו לחלל הפה. הדג ניחן בקיבה גמישה המסוגלת להכיל טרף גדול, ואיברי תאורה ביולוגית שמשמשים לגילוי טרפו בחשיכה.

 דגי האזור האביסופלגי - אזור התהומות 

האזור האביסופלגי, הקרוי גם האזור הבנטופלגי, משתרע בעומק של 4,000-6,000 מטרים ומהווה כ-16% מנפח מי האוקיינוס. מאפייניה הפיזיקליים והכימיים של שכבה זו כמעט דומים לאלה של האזור הבתיפלגי:
אי חדירת קרני אור
 חוסר חמצן ממקור ביולוגי, בגלל אי קיום תהליכי פוטוסינתזה. מקור החמצן הוא זרמי מים קרים הזורמים משטח פני האוקיינוס אל קרקעיתו. זרמים אלה מובילים חמצן מומס במים וכן מי-קרחונים.
 חוסר בפיטופלנקטון וצמחייה ימית. חלק ממרכיבי שכבה זו מקורם בשקיעה של חומרים מהאזור האפיפלגי ומהאזור המזופלגי שמעליו.
 הטמפרטורה לרוב קבועה של 2–3 מעלות צלזיוס
 מליחות ממוצעת של ק"ג/ג' 33–35
 תאורה ביוכימית  מוגבלת
 לחצים הידרוסטטיים עד 750 אטמוספירות
 שכבת המים עשירה בחנקן, זרחן וסיליקה שמקורם מהתפרקות ושקיעת חומרים אורגניים משכבות המים העליונות.

דגי השכבה האביסופלגית הם בעלי מטבוליזם איטי, בגלל תנאי המחיה הקיצוניים. הם ניזונים על ידי שיטות של מארב למזונם ונעזרים בחישת תנועות מים. מרבית מקורות המזון הם בעלי חיים וצמחים מתים שמתפרקים בשכבות המים העליונות הצוללים מטה. הדגים הם בעלי אברי רבייה דו-מיניים, בגלל הקושי במציאת בני זוג. אחד מהדגים שחי באזור הוא הדג  המצוי באזור האביסופלגי של האוקיינוס האטלנטי, השקט וההודי. זהו דג דו-מיני שצד דגים קטנים, רכיכות וסרטנים קטנים על ידי מארב. הדג בעל יכולת להזדקף על שני סנפיריו הקדמיים וסנפיר הזנב שלו, ולאחוז בטרפו על ידי סנפיריו הקדמיים, הקרובים לראשו ולהעביר את הטרף אל פיו. זהו מקור הכינוי "דג בעל שלוש רגליים" - Tripod fish.

 דגי האזור ההאדפלגי 

ממוזער| חי באזור ההדופלגי באוקיינוס השקט
האזור ההאדולפלגי הכלול גם הוא באזור הבנטופלגי, הוא אזור שמשתרע בעומק של 6,000-11,000 מטרים ומאכלס שקעים בקרקעית האוקיינוס השקט. הדגים במצויים באזורים אלה בעלי עמידות קיצונית ללחצים הידרוסטטיים. בעלי החיים המצויים בתעלות בקרקעית האוקיינוסים מבודדים גנטית משאר האוכלוסייה הימית. ידועים מספר דגים שתועדו באזור ההאדופלגי.


Dulcibella  - מין החי האוקיינוס בעומק של 7 קילומטר, אזור בו שוררת חשיכה מוחלטת. בעל חיים קטן ואורכו 4 ס"מ.

 שיטות מחקר 
ממוזער|תחנת מחקר תת-ימית Alvin מופעלת על ידי  (WHOI) עומק צלילה עד 6,500 מטרים.
חקר דגי המעמקים הוא משימה מאתגרת ביותר, בשל התנאים הקיצוניים השוררים במעמקים. מדענים משתמשים בכלי מחקר מתקדמים, כגון רובוטים תת-מימיים, כדי לחקור את האזור.

המחקר של השפעת התנאים השונים על אוכלוסיית הדגים מחייבת איסוף דגימות מים, תהליך הנחשב ליקר ומורכב. מספר חברות המשתתפות במחקרים אוקיינוגרפיים בשיתוף עם חברות שפיתחו מכשירים רובוטיים המאפשרים גישה לאזורי המים העמוקים:
 פרויקט SERPENT בו משתמשים ברובוטים המשמשים לחקר אוקיינוגרפי של מאגרי נפט וגז, במטרה לאסוף דגימות מים למחקרים ביוכימיים ומיקרוביאליים.
 פרויקט Ocean Twilight Zone (OTZ)
 פרויקט DEEP SEARCH
 פרויקט DEEPEND
 AUV Sentry 
 ROV Jason 
 Hybrid ROV Nereus 
 AUV Autosub Long Range

 לקריאה נוספת 


 קישורים חיצוניים 

 Encyclopedia of Ocean Sciences (באנגלית)

 Video of mating deep-sea anglerfish, science

 הערות שוליים 

*
קטגוריה:אוקיינוגרפיה
קטגוריה:איכתיולוגיה
קטגוריה:פיזיולוגיה