Minden tavasszal a fiatal garnélarák a Földközi-tengeren férfiből nősté alakulnak - ez a reprodukciós fejlődés fontos szakasza. Ez a változás egyfajta mikroalga-bőség miatt fordul elő, amelyeken az alkalmanként neon zöldre festett garnélarák támaszkodnak fajuk fennmaradásában. Az óceán savasodásának fokozódásával azonban megváltoztathatja a mikroalgák kémiai összetételét, potenciálisan megdöbbentve a garnélarák szaporodási előrehaladását és veszélyeztetve ezek fennmaradását - jelentenek kutatók ezen a héten a PLOS ONE-ban .
A garnélarák, a Hippolyte inermis Leach, a Cocconeis scutellum parva nevű, különlegesfajta mikroalgákra emelik, amelyek a Földközi-tenger tengeri füves rétegeiben virágzik, beleértve a Nápolyi-öböl savanyított nyílásait. A mikroalgák étkezése szabályozza a garnélarák reprodukciós ciklust.
A tudósokat évek óta lenyűgözi ezek a furcsa kis garnélarák szexuális fejlődése. Noha a Hippolyte inermiszt hermafroditának tekintik, mint sok más rákfélét, szokatlan, hogy gyorsan nőstényről nőivarra nő át, anélkül, hogy átmenne egy köztes szakaszon, mindkettő tulajdonságával. Ennek a nemek közötti visszafordítási rendszernek két különálló reproduktív évszakja van. Az ősszel, amikor a Cocconeis mikroalgák száma ritka, az újszülött garnélarák többsége hím született. A tavasz után a hímmirigyek öregszik és egyetlen moltban leesnek, és petefészek alakul ki.
De a fiatalabb garnélarák, akik tavasszal születnek, amikor a mikroalgák bőségesek, azonnal nőstényekké fejlődhetnek, még gyorsabban megváltoztatva a nemet. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a Cocconeis felelős a gyors változásért. Azáltal, hogy enni még egy ismeretlen vegyületet szabadít fel, a Cocconeis megöli a garnélarák férfi nemi mirigyének sejtjeit, és idő előtt átmenetet idéz elő. Ez a tavaszi kapcsoló segít visszaállítani az egyensúlyt, miután a lakosság télen eltalált, amikor a ragadozók, mint például a fekete skorpióhal, a garnélarákot felölték.
A tanulmány vezető szerzője, Mirko Mutalipassi, a nápolyi Stazione Zoologica Anton Dohrn tengerbiotechnológusa hangsúlyozza, hogy a garnélarák annyira függ a mikroalgától, hogy népességnövekedésük összekapcsolódik a mikroalgák virágzásával.
"Nagyon fontos ezeknek a garnélaráknak" - mondja Mutalipassi. "Ez a természetes populáció stabilizáló tényezője, mivel lehetővé teszi a garnélarák számára, hogy sok tojást termeljen, és elkerülje a ragadozás miatt elszennyeződést."
Az ilyen erős növényi-állati kapcsolat jelenléte savas körülmények között arra ösztönözte a Mutalipassi-t, hogy eszközként felhasználhassa annak megvizsgálására, hogy az óceánok megnövekedett savasodása hogyan fogja befolyásolni ezt az ökoszisztémát. "Nagyon lenyűgözöm az együtt-evolúciót, mind fiziológiai, mind molekuláris szempontból" - mondja. „Ez egy igazán érdekes módszer annak megnézésére, hogy a két szervezet hogyan működik együtt. Ez egy jó modell arra is, hogy megvizsgáljuk a globális változások hatását a mikroalgákra és a gerinctelenekre. ”
A Mutalipassi és társszerzői, Valerio Zupo és Valerio Mazzella, mind a Stazione Zoologica kutatói, a garnélarák populációját próbaként használták, hogy megnézzék, mi történik a mikroalgák kémiai összetételével, amikor az óceán savasabbá válik. A kutatócsoport két különféle savassági szintet termesztett: a jelenlegi körülmények között egy, a másik pedig az óceánok savtartalmának előrejelzett növekedésén alapul a következő évszázadban, amikor a szén-dioxid szintje növekszik. Ezután újszülött garnélarákot tápláltak a mikroalgák két csoportjának egyikével, és megfigyelték, hogy nőstények száma eltérő-e, ami azt jelzi, hogy a mikroalgák vegyületében megváltozott a garnélarák fejlődése.
A csapat eredménye meglepő volt. Más mikroalmokkal ellentétben, amelyek nem tudtak jól fejlődni a magas szén-dioxid-szint mellett, a Cocconeis virágzott, és megsejtett körülmények között négyszer több sejtet nőtt fel. A növekedés növekedése azt sugallja, hogy a mikroalgák versenyelőnyhöz juthatnak a jövőben savasodott óceánokban.
Ezzel szemben a magasabb víztartalom-növekedésben nőtt mikroalgákkal táplált garnélarák nőtt körülbelül annyi nővel, mint a normál mikroalgákkal táplált garnélarák. Egy ilyen drasztikus különbség azt sugallja, hogy a garnélarák férfi nemi mirigyeit elpusztító kémiai vegyület megváltozhat a megsavanyodott körülmények között, kevesebb nőstényt hozva létre. Más szavakkal, a Cocconeis virágzik, de a garnélarák szenvednek.
"Ez a munka egy jó példa arra, hogy a kutatók az egyes szervezetek túlélésével és növekedésével kapcsolatos néhány alapvető kérdést túlmutatnak a fajok közötti kapcsolatok megvizsgálására" - mondta Kaitlyn Lowder, a Kaliforniai San Diego-i Kaliforniai Egyetem Scripps Oceanográfiai Intézetének tengerbiológusa. egy e-mailben. "Annak érdekében, hogy jobban megértsük, milyen lesz tengeri ökoszisztémáink a jövőben, hihetetlenül fontos megvizsgálni a trópuszintek közötti kölcsönhatást, amelyet nehéz lehet megtenni laboratóriumi környezetben."
Az ilyen látszólag finom változások, amelyek dominóhatásokat válthatnak ki az ökoszisztémában, az éghajlatváltozás hatásainak szimbóluma. Mivel az óceán savasodása továbbra is zavarja a tengervíz feltételeit, a kutatók arra törekszenek, hogy megtudják, hogyan befolyásolhatják az ilyen változások a bolygónk legkisebb életformáit.
Lowder, aki nem vett részt ebben a tanulmányban, azt állítja, hogy a szervezetek viselkedésének változásainak tanulmányozása elengedhetetlen a változó környezettel kapcsolatos tudatosság megszerzéséhez. "Csak a garnélarák szexuális átmenetével kapcsolatos ezekkel a kérdésekkel folytatva tudunk minket, tudósok, jobban megérteni, hogyan nézhetnek ki óceánjaink a jövőben" - mondja. "És ami fontos, hogy [tudunk] több történetet tudni az óceán savasodásának lehetséges hatásairól, hogy felkeltsük a nyilvánosság aggodalmát az óceánjaink folyamatos változása miatt."
A Mutalipassi hasonló nézetet képvisel, azzal érvelve, hogy a kémiai vegyület valóban „infokémiai” a környezet számára - a szénbányában található kanári víz alatti változata.
"Most már tudjuk, hogy az óceán savasodása megzavarhatja a millió év alatt kialakult kényes ökológiai kapcsolatot" - mondja Mutalipassi. "Ez azt jelenti, hogy sajátos sziszkrátus következményeink vannak a világunkkal kapcsolatos változásokkal."
Azt is rámutat, hogy a mikroalga-garnélarák kapcsolata csak egy a sok közül, amelyeket érinteni lehet. "Az óceán savasodásának hatása nagyobb, mint amit a tanulmányban látunk" - mondja. "Csak egy kis darabot nézünk a puzzle-ról."
