Minden állatnak enni kell a túléléshez. Ha korábban hallotta a „grazer” kifejezést, az eszébe juthat olyan ismerős haszonállatokra, mint például a tehenek vagy a legelőn kavargó juhok. De az óceánnak van saját legelőkészlete, nagyon különböző - még furcsa - testformákkal és táplálkozási technikákkal. A fogak helyett ezeknek a gerincteleneknek egy csoportja nyálkahártyát használ, hatalmas mennyiségű apró növényszerű részecskéhez. Új cikkünkben kollégáimmal és én új kategorizálást javasolunk erre a figyelmen kívül hagyott csoportra: „nyálkahártya gracerek” elismerve szokatlan táplálkozási stratégiájukat.
Az orrunk nyálkahártyájával ellentétben, amely amorf és elmosódottnak tűnik, ezen óceánlegelők nyálkahártyái díszes hálókra és hálókra lehetnek felépítve. Ezek a nyálkahártya-szűrők szűrőként működhetnek és olyan apró ételeket fognak elvarázsolni, mint a baktériumok. Maguk a legelők mamutok, összehasonlítva: akár 10 000-szer nagyobbak, mint ételeik. Ha az emberek enni olyan kevés ételt fogyasztanak, akkor sót és cukordarabokat szednek le a tányérjáról.
Az olyan tengerbiológiai biológusok, mint én, azt gondoltam, hogy a nyálkahártya legeltetés „mindenki számára” táplálkozási stratégia - az az ötlet volt, hogy ezek a srácok csak megrázkódnak minden, amit elkaptak a nyálkahártyájukon. A legújabb technológiai fejlődés azonban segít megérteni, hogy a nyálkahártyás apró evők lehetnek. És amit fogyasztanak - vagy nem -, befolyásolja az óceán ételhálóját.
Díszes szűrőhálók (ez a kép 1000-szer felerősítve és élénkzöld színű volt) sokkal kisebb részecskéket rögzítenek, mint maguk a legelők. (Kelly Sutherland, CC BY) Hogyan működik a nyálkahártya-legeltetés?
A nyálkahártya-legelők magukban foglalják a salpekat, a pyrosomákat, a doliolidokat, a pteropodákat és az appendikulákat. Jellemzően centiméter hosszú, körülbelül a körmük méretét meghaladja a kezének a mérete. Vannak olyan kolóniák, amelyek sok egyedből állnak, hosszú láncokban, sokkal hosszabb is lehet. Ezek a lények nagyok és vizesek kemény testű plankton társaikhoz képest. Ha egyre lépett, akkor reszketni, nem pedig ropogni fog. A legtöbb víztest lehetővé teszi számukra, hogy gyorsan növekedjen.
A nyálkahártyás legelők szabadon lebegnek és alkalmasak a nyílt óceánra. A parttól távol élnek, ahol kevés és gyakran kevés az élelmiszer. A nyálkahártyájuk apró lyukak és rostok lehetővé teszik számukra mikroszkopikus részecskék befogását, amelyeket később lenyelnek, néha a nyálkával együtt.
Ellentétben a pókokkal, amelyek a tápláló hálót forgatják, ezeknek a legelőknek van egy speciális szerv, az endostyle nevű anyag, amely kiválasztja nyálkahártyájuk hálóját. A grazerrel szemben a nyálkahártya a test belsejében vagy azon kívül elhelyezkedhet. Például az egyik csoport elég nagy nyálkahártyát választ ki, hogy az állat belsejében élhessen, mint egy ház. Egy másik csoport, becenevű tengeri pillangók, nyálkahártyákat szekretál, amelyek szárny alakú lábaikhoz kapcsolódnak. Ezek a nyálkahártya méretűek egy hüvelyktől 6 lábig terjednek.
A nyálkahártya elhelyezkedése a legelészők különböző csoportjai számára. A nyálkahártya hálóját színezik annak függvényében, ahogyan a legelészők a hálóon áthaladnak vagy áthaladnak. Az „MW” egy tengeri pillangó vagy a kozkómás pteropod nyálkahártyáját mutatja. (Caitlyn Webster / www.bywebbie.com, CC BY) A történelem folyamán a tudósok feltételezték, hogy a nyálkahártya-legeltető bármi, ami átjutott a nyálkahártya-szitán, evett - hasonlóan a konyhai mosogató csatornájában lévő szűrőhöz, amely mindent elkapott egy bizonyos méretű befolyó anyagból. A laboratórium és mások legutóbbi kutatásai vitatják ezt a feltételezést, és azt mutatják, hogy hogy táplálkozásuk nagyon szelektív lehet. A nyálka bizonyos élelmezési részecskéket tökéletesen elfoghat, miközben más részecskéket méretük, alakjuk vagy felületi tulajdonságuk alapján teljes mértékben elutasítja.
Például, amikor rúd alakú és gömb alakú élelmiszer-részecskék keverékével kerülnek bemutatásra - eltérő alakú, de méretükben egyébként hasonló -, a nyálkahártya szemű réti egyik fajtája előnyösen lenyeli a gömb alakú részecskéket.
Különböző méretű és alakú részecskék (gömb alakú és rúd alakú) a nyálkahártya szemű grazer, az appendikuláris Oikopleura dioica boncolt béléből. (Keats Conley, CC BY) Kicsit olyan, mint a kókuszdió választása a hasábburgonyával szemben: Mindkettő burgonyából készül, és nagyjából azonos méretű, de eltérő alakúak. A nyálkahártyás ételek „választása” passzív, viszont azzal függ össze, hogy a különböző formájú zsákmányok orientálódnak-e a tengervízben és elfogják-e a hálót.
A legelészők „válogathatnak” ragadozókat, de a ragadozók is passzív vagy aktív módon szólhatnak az ügyben. Például néhány baktériumnak teflonszerű felülete van, és nem tapadnak a nyálkahártyához, tehát szinte soha nem fogyasztják el őket. A különféle zsákmány tulajdonságai hogyan befolyásolhatják a legeltetést, a közelmúltig nem vették figyelembe megfelelően.
Alulképzett, de nem lényegtelen
Az óceáni kutatókat érdekli az, hogy az anyag hogyan mozog az óceánon, és hogy a folyamatot miként közvetíthetik az organizmusok. A nyálkahártya legeltetõk lehet, hogy a ciklus figyelmen kívül hagyott darabja.
Az a tény, hogy nem minden ragadozót fognak el, fontos következményekkel jár arra, hogy a szén hogyan mozog az óceánon. Miután a nyálkahártya takarmányok táplálkoznak, az emésztetlen élelmezési részecskéket csomagolják a nyálkahez kötött ürülékpelletekbe vagy más öntött anyagba. A ragadozó részecskék ragacsos nyálkahártyával történő újracsomagolása a kis ragadozókat nagyobb aggregátumokká koncentrálja, ami gyorsabban elsüllyed. Ez végül a szerves anyagot az óceán mélyére továbbítja, potenciálisan évekig vagy akár évszázadokig tárolva. A mélységben ez az anyag nem érhető el a felszín közelében élő tengeri szervezetek többségében.
A „salpatron” lehetővé teszi a kutatók számára, hogy víz alatti táplálkozási vizsgálatokat végezzenek. (Gitai Yahel / Ayelet Dadon-Pilosof (www.gitaiyahel.com), CC BY-ND) Az elmúlt évtizedben a tudósok nem rendelkeztek technológiai eszközökkel, hogy megfigyelhessék, mi történik a nyálkahártya szemű legelőkkel az őshonos élőhelyükön a megfelelő apró méretarányban. Mivel ezek az organizmusok meglehetősen törékenyek, most a laboratóriumomban dolgozó kutatók és mások búvárkodást vagy robotot használnak a víz alatti közvetlen megfigyeléshez. Ezek a szoros, gondos megfigyelések nagysebességű kamerák és víz alatti mikroszkópok segítségével, vagy a természetes környezetben végzett táplálkozási tanulmányok megmutatták nekünk, hogy miként választják ki az egyes részecskéket, mások pedig elutasítják azokat.
Nagy sebességű víz alatti kamera (B. Gemmell, S. Colin, J. Costello, CC BY-ND) A további fejlesztések a víz alatti módszereket egyesítik a képalkotás és a genetikai szekvenálás legújabb fejleményeivel, hogy világossá tegyék a nyálkahártya táplálkozók szerepét az óceán mikrobiális közösségének kialakításában. A víz alatti képalkotás lehetővé teszi ezen törékeny lények zavartalan megfigyelését. A kutatók megfigyelhetik, hogy az egyes részecskék hogyan viselkednek a hálón, és hogy végül elfogják-e őket. Az etetési vizsgálatok során alkalmazott genetikai szekvenálás segít a tudósoknak azonosítani és megkülönböztetni az apró mikrobák azon csoportjait, amelyek gyakran szabad szemmel láthatatlanok.
Annak ismerete, hogy mely részecskéket fogyasztják, és melyeket nem, elmondja nekünk, hogy a nyálkahártyás gracerek milyen hatással vannak az óceán élelmezési hálóira.
Változó óceánok, változó hatás
A nyálkahártya szemüvegek által végzett válogatásnak súlyos következményei lehetnek a biogeokémiai ciklusokra, különösen a változó óceáni körülmények fényében. A környezeti tényezők, például az óceán hőmérséklete, a tápanyagok elérhetősége, valamint az áldozatok típusa és mennyisége befolyásolják, hogy mikor és hol jelennek meg a nyálkahártyák, milyen hosszú ideig tartózkodnak és milyen hatással vannak az óceáni élelmezési hálókra.
A pirózom az Oregon partjainál 2018. februárban virágzik. A képet körülbelül 60 méter mélységben készítették, ahol egy réteg pirózom volt, valószínűleg aktívan táplálva a kis részecskéket. (K. Sutherland / H. Sorensen, CC BY-ND) Egy trópusibb, nyálkahártya-legeltetéses pirazomák ( Pyrosoma atlanticum ) egy esettanulmányt nyújtanak. A melegebb vizeken jellemzően, északra és Dél-Kaliforniába egyaránt zavarba ejtik a tudósokat és a halászokat, amikor 2014-ben megjelentek az Oregon partjainál.
Senki sem tudja, miért jelentek meg a pirózók, de az óceán hőmérséklete ugyanabban az időben melegedett. Más nyálkahártya szemű legelőkhöz hasonlóan a finom piroszómás szűrő lehetővé teszi számukra a melegebb, kevésbé tápanyagban gazdag felszíni vízhez kapcsolódó kisebb részecskék legeltetését. A nyugati part mentén lévő más kutatókkal együtt laboratóriumom aktívan dolgozik annak megértésében, hogy miért jelentkeztek a pirózumok, hogyan befolyásolhatják a tengeri ökoszisztémát, és ha fennmaradnak.
Az óceánon élő legelők tanulmányozása lényegesen nagyobb kihívást jelent, mint a szárazföldön; továbbra is többet tudunk arról, hogy kik ők azáltal, amit esznek.
Ezt a cikket eredetileg a The Conversation kiadta.
Kelly Sutherland, biológiai asszisztens, Oregon Egyetem
