Evolution of fishes at deep-sea hydrothermal vents

Abstract

This bachelor's thesis is a review of the geographical distribution and evolutionary adaptation of deep-sea fishes from the deep-sea hydrothermal vents. Hydrothermal vents are one of the most extreme deep-sea environments which has been successfully colonised mostly by invertebrates and chemolithotrophic bacteria. Yet, various fish, elasmobranch and hagfish species are described from all of the main biogeographical provinces. Only a few fish families are represented with true vent-endemic species that vary across the biogeographical provinces. However, they seem to have evolved similar physiological and life-history adaptations enabling them to withstand the high pressure, low oxygen, acidic and toxic environment and elevated temperatures. Some of these adaptations are shared with freshwater fish species from sulphide- rich hot springs. At the same time, some of the adaptations vary across the species, indicating different evolutionary histories and the ecological diversification within the vent habitat. Moreover, hydrothermal vents are visited by other deep-sea fishes using them as an energy source, but potentially as nurseries and safe refugia. Key words deep-sea fish, hydrothermal vents, biogeography, evolutionary adaptation

Tato bakalářská práce shrnuje dosavadní poznatky o geografickém rozšíření a evolučních adaptací hlubokomořských ryb v prostředí hydrotermálních vývěrů. Hydrotermální vývěry jsou jedním z nejextrémnějších hlubokomořských prostředí, které je převážně osídleno bezobratlými živočichy a chemosyntetickými prokaryotickými organismy. Zároveň však je ze všech hlavních hlubokomořských hydrotermálních oblastí zaznamenáno několik desítek druhů ryb, paryb a sliznatek. Jen několik málo čeledí zahrnuje druhy skutečně endemické pro ekosystémy hydrotermálních vývěrů. Jejich přítomnost napříč biogeografickými oblastmi se navíc velmi liší. Je však patrné, že částečně si tyto druhy vyvinuly obdobné fyziologické a evoluční adaptace, které jim umožňují přežít za vysokého hydrostatického tlaku, vysokých teplot, nedostatku kyslíku, v kyselém a toxickém prostředí. Některé z těchto adaptací sdílejí se sladkovodními druhy popsanými z hydrotermálních pramenů s vysokým obsahem sulfidů. Zároveň odlišnosti v adaptacích poukazují na rozdílnou evoluční historii druhů, přičemž jim umožnily osídlit různé niky v rámci hydrotermálních ekosystémů. Toto prostředí slouží i ostatním hlubokomořským druhům, které jej využívají jako zdroj potravy, ale v některých případech i jako líhniště a přechodná útočiště. Klíčová slova hlubokomořské...