Όλα τα ζώα πρέπει να τρώνε για να επιβιώσουν. Εάν έχετε ακούσει τον όρο "grazer" πριν, μπορεί να σας φέρει στο μυαλό τα οικεία ζώα εκμετάλλευσης, όπως οι αγελάδες ή τα πρόβατα που τρέχουν στα βοσκοτόπια. Αλλά ο ωκεανός έχει τη δική του σουίτα βοσκοτόπων, με πολύ διαφορετικές - ακόμη και παράξενες - μορφές σώματος και τεχνικές διατροφής. Αντί για δόντια, μια ομάδα αυτών των ασπονδύλων χρησιμοποιεί φύλλα βλέννας για να καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες μικροσκοπικών φυτικών σωματιδίων. Στη νέα μας δήλωση, οι συνάδελφοί μου και εγώ προτείνουμε μια νέα κατηγοριοποίηση για αυτή την παραβλεπόμενη ομάδα: "βλεννογλυφικά", σε αναγνώριση της ασυνήθιστης στρατηγικής διατροφής τους.
Σε αντίθεση με την βλέννα που μοιάζει να είναι άμορφη και ανοιχτή, τα βλεννώδη φύλλα αυτών των βοσκοτόπων ωκεανού μπορούν να δομηθούν σε περίτεχνα μάτια και δίχτυα. Αυτά τα φύλλα βλεννογόνου μπορούν να λειτουργήσουν σαν ένα φίλτρο για να καταλάβουν τα τρόφιμα τόσο μικρά όσο τα βακτηρίδια. Τα ίδια τα βοσκοτόπια είναι μαμούθ σε σύγκριση: έως και 10.000 φορές μεγαλύτερο από το φαγητό τους. Εάν οι άνθρωποι έτρωγαν φαγητό τόσο μικρό, θα έπαιρνα αλάτι και σπόρους ζάχαρης από το πιάτο.
Θαλάσσιοι βιολόγοι σαν κι εμένα συνηθίζαμε να πιστεύουμε ότι η βόσκηση των βλεννογόνων ήταν μια στρατηγική τροφοδοσίας "αλίευσης" - η ιδέα ήταν ότι αυτοί οι τύποι θα κοίταζαν απλά ό, τι έβρισκαν το βλεννώδες φύλλο τους. Αλλά οι πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις μας βοηθούν να καταλάβουμε ότι οι βλεννογόνοι βοσκοτόποι μπορούν να είναι επιλεκτικοί τρώγοντες. Και αυτό που καταναλώνουν - ή όχι - επηρεάζει τους ωκεάνους τροφικούς ιστούς.
Τα περίτεχνα μάτια φιλτραρίσματος (ενισχυμένα 1.000 φορές και χρώματα φωτεινό πράσινο σε αυτή την εικόνα) συλλαμβάνουν σωματίδια πολύ μικρότερα από τα ίδια τα βοσκοτόπια. (Kelly Sutherland, CC BY) Πώς συμβαίνει η βόσκηση των βλεννοφόρων ματιών;
Οι βλεφαρίδες με βλεννώδη μάτια περιλαμβάνουν άλατα, πυροσώματα, doliolids, pteropods και appendicularians. Έχουν μήκος συνήθως τυπικά εκατοστά, καλύπτοντας περίπου το μέγεθος του νυχιού σας στο μέγεθος του χεριού σας. Κάποιες αποικίες σχηματίζονται από πολλά άτομα σε μεγάλες αλυσίδες που μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερα. Αυτά τα πλάσματα είναι μεγάλα και υγρά σε σύγκριση με τους σκληρούς τους πλαγκτούς ομολόγους τους. Αν βάζατε σε ένα, θα σπάσει, όχι τραγάνισμα. Ένα κυρίως σώμα του νερού τους επιτρέπει να μεγαλώνουν γρήγορα.
Οι βλεννογέφυρες είναι ελεύθερα επιπλέουσες και προσαρμοσμένες στον ανοιχτό ωκεανό. Ζουν μακριά από την ακτή, όπου τα τρόφιμα είναι σπάνια και συχνά μικρά. Οι μικροσκοπικές τρύπες και οι ίνες των βλεννογόνων ματιών τους επιτρέπουν να συλλάβουν μικροσκοπικά σωματίδια, τα οποία στη συνέχεια καταπίνουν, μερικές φορές μαζί με τη βλέννα.
Σε αντίθεση με τις αράχνες που περιστρέφουν τους ιστούς τροφοδοσίας τους, αυτά τα βοσκοτόπια έχουν ένα ειδικό όργανο, που ονομάζεται endostyle, το οποίο εκκρίνει το βλεννογόνο τους. Ανάλογα με το στόμα, το βλεννώδες πλέγμα μπορεί να τοποθετηθεί είτε μέσα είτε έξω από το σώμα. Μια ομάδα, για παράδειγμα, εκκρίνει μια βλεννώδη φούσκα αρκετά μεγάλη ώστε το ζώο να ζει μέσα σαν σπίτι. Μια άλλη ομάδα, με παρατσούκλι θαλάσσιες πεταλούδες, εκκρίνουν βλεννογόνους ιστούς που προσκολλώνται στα πτερύγια τους. Αυτοί οι βλεννογόνοι ιστός κυμαίνονται σε μέγεθος από μια ίντσα έως πάνω από 6 πόδια.
Θέση του βλεννώδους πλέγματος για διάφορες ομάδες βοσκοτόπων. Το βλεννώδες πλέγμα είναι χρωματισμένο σύμφωνα με τους τρόπους με τους οποίους οι οδοντωτοί τροχοί κινούν τη ροή διαμέσου ή διαμέσου του πλέγματος. Το "MW" δείχνει τον βλεννογόνο ιστό μιας πεταλούδας θάλασσας ή του θερμοκόπιου. (Caitlyn Webster / www.bywebbie.com, CC BY) Ιστορικά, οι επιστήμονες υποθέτουν ότι οι βλεννογέφυρες έφαγαν οτιδήποτε περνούσε από το κόσκινο του βλεννογόνου - όμοιο με ένα φίλτρο στην αποστράγγιση του νεροχύτη της κουζίνας που παγιδεύει τα πάντα ενός συγκεκριμένου μεγέθους που εισρέει. Πρόσφατες έρευνες από το εργαστήριό μου και από άλλους προκαλούν αυτήν την υπόθεση και δείχνουν ότι η διατροφή τους μπορεί να είναι ιδιαίτερα επιλεκτική. Η βλέννα μπορεί να συλλάβει τέλεια ορισμένα σωματίδια τροφής, ενώ απορρίπτει εντελώς άλλα σωματίδια με βάση το μέγεθος, το σχήμα ή τις επιφανειακές τους ιδιότητες.
Για παράδειγμα, όταν παρουσιάζεται με ένα μίγμα σφαιροειδών και σφαιρικών σωματιδίων τροφίμων - διαφορετικά διαμορφωμένων αλλά κατά τα άλλα παρόμοιων ως προς το μέγεθος - ένα είδος βλενογόνου βλεφαρίδας κατά προτίμηση καταπίνει τα σφαιρικά σωματίδια.
Σωματίδια διαφορετικού μεγέθους και σχήματος (σφαιρικά και ράβδους) από το τεμαχισμένο έντερο μίας βλεφαρίδας, το σκωληκοειδές Oikopleura dioica. (Keats Conley, CC BY) Αυτό είναι λίγο σαν να επιλέγετε τοίχους tater πάνω από τηγανιτές πατάτες: Είναι και οι δύο από πατάτες και έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος αλλά έχουν διαφορετικά σχήματα. Η επιλογή "φαγητού" των βλεννογόνων είναι παθητική, όμως, έχει να κάνει με το πώς τα διαφορετικά διαμορφωμένα θηράματα προσανατολίζονται στο θαλασσινό νερό και παρεμποδίζουν το πλέγμα.
Οι βοσκότοποι μπορούν να "βγάλουν" τη λεία, αλλά και η λεία μπορεί να έχει τη δυνατότητα να έχει κάποιο λόγο - είτε παθητικά είτε ενεργά. Για παράδειγμα, μερικά βακτήρια έχουν επιφάνειες που μοιάζουν με τεφλόν και δεν κολλάνε στα μάτια των βλεννογόνων, έτσι δεν καταναλώνονται σχεδόν ποτέ. Ο τρόπος με τον οποίο όλες οι διαφορετικές ιδιότητες των θηραμάτων μπορεί να επηρεάσουν τη βοσκή έχει υποτιμηθεί μέχρι πρόσφατα.
Υποτιμημένο αλλά όχι ασήμαντο
Οι ωκεανογράφοι ενδιαφέρονται για τον τρόπο με τον οποίο το υλικό μετακινείται μέσω του ωκεανού και πώς η διαδικασία θα μπορούσε να διαμεσολαβείται από οργανισμούς. Οι βλεφαρίδες των βλεννοφόρων ματιών μπορεί να είναι ένα κομμάτι που αγνοείται.
Το γεγονός ότι δεν συλλαμβάνουν όλα τα θηράματα εξίσου σημαντικές συνέπειες για το πώς ο άνθρακας κινείται μέσω του ωκεανού. Μετά την τροφοδοσία των βλεννογόνων βοοειδών, συσκευάζουν τα ασυνηθισμένα σωματίδια τροφής σε σφαιρίδια κοπράνων που είναι συνδεδεμένα με βλέννα ή σε άλλο υλικό χυλού. Η επανασυσκευασία των σωματιδίων των αρπακτικών με κολλώδη βλέννα συγκεντρώνει το μικρό θηράμα σε μεγαλύτερα συσσωματώματα, γεγονός που τα κάνει να βυθίζονται πιο γρήγορα. Αυτό τελικά μεταφέρει το οργανικό υλικό στα βάθη των ωκεανών, ενδεχομένως το αποθηκεύει για χρόνια ή και αιώνες. Σε βάθος, αυτό το υλικό δεν είναι διαθέσιμο στην πλειοψηφία των θαλάσσιων οργανισμών που ζουν κοντά στην επιφάνεια.
Το «σαλπατρόν» επιτρέπει στους ερευνητές να διεξάγουν μελέτες σίτισης υποβρύχια. (Gitai Yahel / Ayelet Dadon-Pilosof (www.gitaiyahel.com), CC BY-ND) Μέχρι την περασμένη δεκαετία ή δύο, οι επιστήμονες δεν είχαν τεχνολογικά εργαλεία για να παρακολουθήσουν τι συνέβαινε με τους βλεννογόνους βρώμους στο έγγειο περιβάλλον τους στις κατάλληλες μικροσκοπικές κλίμακες. Επειδή αυτοί οι οργανισμοί είναι αρκετά εύθραυροι, τώρα οι ερευνητές στο εργαστήριό μου και άλλοι χρησιμοποιούν καταδύσεις ή ρομπότ για να τα παρατηρήσουν υποβρύχια. Αυτές οι στενές, προσεκτικές παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας κάμερες υψηλής ταχύτητας και υποβρύχια μικροσκόπια ή κάνοντας μελέτες διατροφής στο φυσικό περιβάλλον μας έδειξαν πως επιλέγουν ορισμένα σωματίδια και απορρίπτουν άλλους.
Υποβρύχια κάμερα υψηλής ταχύτητας (B. Gemmell, S. Colin, J. Costello, CC BY-ND) Περαιτέρω πρόοδοι θα συνδυάσουν τις υποβρύχιες μεθόδους με τις πρόσφατες εξελίξεις στην απεικόνιση και τη γενετική ακολουθία για να ρίξουν φως στον ρόλο των τροφοδοτών βλεννώδους ματιού στη διαμόρφωση της δομής της μικροβιακής κοινότητας του ωκεανού. Η υποβρύχια απεικόνιση επιτρέπει την αδιατάρακτη παρακολούθηση αυτών των εύθραυστων πλασμάτων. Οι ερευνητές μπορούν να δουν πώς συμπεριφέρονται μεμονωμένα σωματίδια στο πλέγμα και αν τελικά καταγράφονται. Η γενετική ακολουθία που χρησιμοποιείται στο πλαίσιο των μελετών διατροφής βοηθά τους επιστήμονες να εντοπίζουν και να διακρίνουν τις ομάδες μικροσκοπικών μικροβίων που συχνά είναι αόρατες με γυμνό μάτι.
Γνωρίζοντας ποια σωματίδια καταναλώνονται και τα οποία δεν μας λένε για την επίδραση που έχουν οι βλεννογόνοι βοσκοτόποι στους ωκεάνους τροφικούς ιστούς.
Αλλαγή ωκεανών, αλλαγή αντίκτυπου
Η πικάντικη κατανάλωση από τους βοσκοτόπους με βλεννογόνο μπορεί να έχει βαθιές επιπτώσεις στους βιογεωχημικούς κύκλους, ιδιαίτερα υπό το πρίσμα των μετατοπιζόμενων ωκεάνιων συνθηκών. Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως η θερμοκρασία των ωκεανών, η διαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών και ο τύπος και η ποσότητα του θηράματος επηρεάζουν την εποχή και το σημείο εμφάνισης των βλεννογόνων, το χρόνο παραμονής τους και την επίδρασή τους στους ωκεάνους τροφικούς ιστούς.
Το πυρόσωμα ανθίζει από την ακτή του Όρεγκον τον Φεβρουάριο του 2018. Η εικόνα λήφθηκε σε βάθος περίπου 60 μέτρων όπου υπήρχε ένα στρώμα πυροσόβιων, πιθανώς ενεργά τροφοδοτούμενο με μικρά σωματίδια. (Κ. Sutherland / Η. Sorensen, CC BY-ND) Ένα πιο τροπικό είδος βλεννογόνων πυροσωμάτων ( Pyrosoma atlanticum ) παρέχει μια μελέτη περίπτωσης. Τυπικό σε θερμότερα νερά όσο πιο βόρεια από τη Νότια Καλιφόρνια, συγχέουν τους επιστήμονες και τους αλιείς όταν εμφανίστηκαν από την ακτή του Όρεγκον το 2014.
Κανείς δεν ξέρει γιατί εμφανίστηκαν τα πυροσώματα, αλλά οι θερμοκρασίες των ωκεανών θερμαίνονται γύρω από τον ίδιο χρόνο. Όπως και τα υπόλοιπα βλεννογόνα, το λεπτό φίλτρο πυρόσωμα επιτρέπει σε αυτούς να βόσκουν στα μικρότερα σωματίδια που σχετίζονται με τα θερμότερα, πλούσια σε θρεπτικά επιφανειακά ύδατα - πολύ μικρά θηράματα για να πιάσουν τα περισσότερα άλλα ζώα. Μαζί με άλλους ερευνητές κατά μήκος της Δυτικής Ακτής, το εργαστήριό μου εργάζεται ενεργά για να καταλάβει γιατί εμφανίστηκαν τα πυροσώματα, πώς θα μπορούσαν να επηρεάσουν το θαλάσσιο οικοσύστημα και αν θα επιμείνουν.
Οι βοσκοτόπιοι στον ωκεανό είναι εγγενώς πιο δύσκολο να μελετηθούν από εκείνους εκτός της γης. συνεχίζουμε να μαθαίνουμε περισσότερα για το ποιοι είναι μέσω αυτού που τρώνε.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στην Η συζήτηση.
Kelly Sutherland, Επίκουρη Καθηγήτρια Βιολογίας, Πανεπιστήμιο του Όρεγκον
