الحد الأدنى لعمق التكرار

يُعرف الحد الأدنى لعمق التواجد (MDO) بأنه أقل عمق في المحيط يُرصد فيه نوعٌ ما . ولأن بعض الأفراد الشاذة غالبًا ما تُوجد خارج نطاق عمقها المعتاد، يُعرَّف الحد الأدنى لعمق التواجد أحيانًا بأنه العمق الذي يُرصد أو يُصطاد عنده 90% من الأفراد. ^{[ 1 ]} عمليًا، تقتصر عمليات رصد الكائنات الحية السطحية على الصيد بشباك الجر على عمق معروف، أو الرصد بالغوص ، أو استخدام المركبات تحت الماء مثل المركبات الموجهة عن بُعد (ROVs) أو المركبات الآلية تحت الماء (AUVs) . قد يتغير الحد الأدنى لعمق التواجد لنوعٍ ما خلال مراحل نموه إذا كان هذا النوع مهاجرًا رأسيًا خلال مراحل نموه؛ أي أنه يُغير عمق موطنه مع نضجه (عادةً ما ينزل إلى أعماق أكبر مع ازدياد نضجه). بالإضافة إلى ذلك، تخضع بعض الأنواع لهجرة رأسية يومية ، حيث تهاجر رأسيًا كل يوم. في هذه التصنيفات ، يُحدد الحد الأدنى لعمق التواجد بناءً على أقل عمق لها خلال هجرتها اليومية .

بالنسبة للكائنات الحية البحرية التي تعتمد على الرؤية، مثل رأسيات الأرجل والأسماك والقشريات ، ينخفض ​​معدل الأيض مع ازدياد الحد الأدنى لعمق التواجد (MDO). ^{[ 1 ] [ 2 ]} بعبارة أخرى، كلما قلّ عمق تواجد الكائن الحي ، ارتفع معدل الأيض لديه. ويعود ذلك إلى أن العيش في المياه الضحلة يتطلب قدرة على الحركة لتجنب المفترسات التي تعتمد على الرؤية في الصيد، والقدرة على اصطياد فرائسها بكفاءة . تفترض فرضية التفاعلات البصرية أن العديد من الحيوانات البحرية في المحيطات تشهد انخفاضًا في مستويات النشاط ومعدلات الأيض مع ازدياد الحد الأدنى لعمق التواجد (MDO) نتيجة لانخفاض مستويات الإضاءة . ووفقًا لهذه الفرضية، ^{[ 3 ]} فإن ارتفاع معدل الأيض لا يُعد ميزة، بل تكلفة باهظة على الكائن الحي، إلا إذا كان هذا المعدل المرتفع ضروريًا لبقائه. في المياه المضاءة جيدًا ، يُعد ارتفاع معدل الأيض ميزة، لأنه يساعد الكائن الحي على تجنب المفترسات التي تعتمد على الرؤية في الصيد، وعلى اصطياد فرائسه بكفاءة. ومع ذلك، في الأعماق الواقعة أسفل المنطقة المضيئة ، تقل كفاءة الافتراس البصري بشكل كبير، وبالتالي لم تعد معدلات الأيض العالية تُختار بقوة.

بالإضافة إلى مستويات الإضاءة، تُعزى عوامل أخرى (لا سيما محدودية الغذاء، والأكسجين ، ودرجة الحرارة ، والضغط ) أحيانًا إلى انخفاض معدلات الأيض في أعماق البحار. ومع ذلك، فقد ثبت بما لا يدع مجالًا للشك أن انخفاض معدل الأيض مع العمق يعود في الواقع إلى الافتراس البصري وليس إلى عوامل أخرى. ^{[ 3 ]} أولًا، يُلاحظ انخفاض معدل الأيض فقط لدى المفترسات التي تعتمد على البصر في الصيد، مثل معظم الأسماك ، ورأسيات الأرجل ، والقشريات . أما العوالق الحيوانية الهلامية ، مثل الشيتوجناث وقناديل البحر ، فهي شبه شفافة، ولا تعتمد على البصر في الصيد، وبالتالي فإن معدل الأيض لديها لا يتأثر بالضوء. وقد قيّم سيبل وآخرون (2007) تأثير هذه العوامل على العلاقة بين معدل الأيض واستهلاك الأكسجين، ووجدوا أن انخفاض الإضاءة هو العامل المهيمن. ^{[ 4 ]} وكانت أدلتهم كما يلي:

• يرتبط معدل الأيض بعمق الموطن فقط في الحيوانات التي تعتمد على التوجيه البصري حيث يؤثر الضوء على استجاباتها للفرائس والمفترسات.
• قد يكون توافر الغذاء على عمق 1000  متر تحت المياه السطحية الغنية بالمغذيات مماثلاً لتوافره في المياه السطحية الفقيرة بالمغذيات . ورغم تشابه وفرة الغذاء، يظل معدل الأيض أقل في الأعماق. كما أن انخفاض معدل الأيض مع العمق غالباً ما يتباطأ قرب منطقة الأعماق السحيقة (1000  متر)، إلا أن توافر الغذاء يستمر في الانخفاض بمقدار عشرة أضعاف مع كل كيلومتر من العمق.
• لا ينخفض ​​مستوى الأكسجين بشكل متساوٍ مع العمق. فهناك بيئات طبيعية الأكسجين وبيئات عميقة لا تزال فيها الكائنات الحية ذات معدلات أيض منخفضة.
• لا تنخفض درجة الحرارة مع العمق في القارة القطبية الجنوبية ، لكن معدلات الأيض للكائنات الحية في القارة القطبية الجنوبية لا تزال تنخفض مع العمق.
• لا تؤثر تدرجات الضغط مع العمق على معدلات الأيض للكائنات الهلامية والقاعية.

تتشابه العلاقة بين استهلاك الأكسجين الأقصى ومعدل الأيض في كلٍ من القدرة الهوائية واللاهوائية . ^{[ 5 ]} ورغم أن الاختباء يُعدّ وسيلة دفاعية أساسية جيدة، إلا أنه في حال فشله، لا تزال الكائنات الحية بحاجة إلى القدرة على الهروب السريع من المفترس. لذا، يجب أن تبقى القدرة اللاهوائية مرتفعة في منطقة السطح المعرضة لخطر الافتراس ، ولكنها قد تنخفض في الأعماق المظلمة الأقل خطورة.