https://frosthead.com

Новородени скариди често се подлагат на секс обръщане, но вкисляването на океана може да наруши този естествен процес

Всяка пролет младите скариди в Средиземно море се превръщат от мъжки в женски - важен етап в репродуктивното им развитие. Тази промяна се дължи на изобилие от определен вид микроводорасли, на които понякога неоновите зелено оцветени скариди разчитат за оцеляването на своите видове. Въпреки това, тъй като подкисляването на океана се засилва, това би могло да промени химическия състав на микроводораслите, като потенциално затрудни репродуктивния напредък на скаридите и застраши съществуването им, съобщават изследователите тази седмица в PLOS ONE .

Скаридите, Hippolyte inermis Leach, обядват върху специфичен вид микроводорасли, наречен Cocconeis scutellum parva, който процъфтява в ливадите на Средиземно море, включително подкиселени отвори в Неаполския залив. Яденето на микроводораслите регулира репродуктивния цикъл на скаридите.

Учените от години са очаровани от сексуалното развитие на тези странни малки скариди. Въпреки че иполитът на Иполит се счита за хермафродит като много други ракообразни, необичайно е, че бързо преминава от мъжко в женско, без изобщо да премине през междинен етап с атрибути и на двете. Тази система за обръщане на пола има два различни репродуктивни сезона. През есента, когато микроводораслите Cocconeis са оскъдни, по-голямата част от новородените скариди се раждат мъжки. След пролетта мъжките им полови залози остаряват и отпадат в една молинка и се развива яйчник.

Но по-младите скариди, които се раждат през пролетта, когато микроводораслите са в изобилие, могат да се развият веднага в женски, като преминат през още по-бързо обръщане на пола. Предишни проучвания показаха, че Cocconeis е отговорен за тази бърза промяна. Освобождавайки все още непознато съединение, когато се яде, Кокконеи убива клетките в мъжката полова жлеза на скаридите, причинявайки преждевременното й преминаване. Този пролетен превключвател помага за възстановяване на равновесието, след като населението предприе хит през зимата, когато хищници, като черна скорпионска риба, поглъщат скаридите.

Водещият автор на изследването Мирко Муталипаси, морски биотехнолог от Stazione Zoologica Антон Дохрн в Неапол, подчертава, че зависимостта на скаридите от микроводораслите е толкова силна, че растежът на тяхното население се синхронизира с цъфтежа на микроводораслите.

„Наистина е важно за тези скариди“, казва Муталипаси. „Това е стабилизиращият фактор за тяхната естествена популация, тъй като позволява на скаридите да произвеждат много яйца и да не се изтриват поради хищничество.“

Наличието на толкова силна връзка между растения и животни в кисели условия вдъхновява Муталипаси да го използва като инструмент за проучване как повишеното подкисляване на океана ще се отрази на тази екосистема. "Наистина съм очарован от съвместната еволюция, както от физиологична гледна точка, така и от молекулярна гледна точка", казва той. „Това е наистина интересен начин да се разгледа как взаимодействат два организма помежду си. Също така е добър модел за проучване на ефекта от глобалните промени върху микроводораслите и безгръбначните животни. "

Mutalipassi и неговите съавтори Valerio Zupo и Valerio Mazzella, и двамата изследователи от Stazione Zoologica, използваха популацията на скаридите като сонда, за да видят какво се случва с химическия състав на микроводораслите, тъй като океанът става по-кисел. Изследователският екип отглежда Cocconeis при две различни нива на киселинност: едно при настоящите условия и едно въз основа на прогнозираното повишаване на киселинността на океана през следващия век с увеличаване на нивата на въглероден диоксид. След това те хранели новородени скариди с една от двете групи микроводорасли и наблюдавали дали имат различен брой женски, което би означавало промяна в съединението на микроводораслите, което движи развитието на скаридите.

Резултатите на отбора бяха изненадващи. За разлика от някои други микроводорасли, които не са успели да процъфтяват при високи нива на CO 2, Cocconeis процъфтява, растяйки четири пъти повече клетки при подкиселени условия. Това увеличение на растежа предполага, че микроводораслите биха могли да имат конкурентно предимство в подкиселените океани на бъдещето.

За разлика от тях скаридите, които са били хранени с микроводорасли, отглеждани в по-високи нива на подкиселяване с вода, завършват с около половината повече женски, отколкото скаридите, които са били хранени с нормалните микроводорасли. Такава драстична разлика предполага, че химичното съединение, което унищожава мъжките полови жлези на скаридите, може да бъде променено от подкиселените условия, произвеждайки по-малко жени. С други думи, Cocconeis процъфтява, но скаридите страдат.

„Тази работа е изряден пример на изследователи, които изтласкват отвъд някои от основните въпроси за оцеляването и растежа на един единствен организъм, за да проучат и връзките между видовете“, казва морският биолог Кейтлин Лоудър от Института по океанография на Скрипс в Калифорнийския университет в Сан Диего в имейл. „За да разберем по-добре как ще изглеждат нашите морски екосистеми в бъдеще, е изключително важно да се разгледа взаимодействието между трофичните нива, което може да бъде трудно да се направи в лабораторна среда.“

Изглежда фините промени като тази, които биха могли да предизвикат домино ефекти в екосистема, са емблематични за въздействието на климатичните промени. Тъй като подкисляването на океана продължава да нарушава условията на морската вода, изследователите се надпреварват да научат как подобни промени могат да повлияят дори на най-малките форми на живот на нашата планета.

Лоудър, който не е участвал в това проучване, твърди, че изучаването на промените в поведението на организмите е от решаващо значение за получаване на информираност за променящата се среда. „Само чрез преследване на тези въпроси относно сексуалния преход на скаридите… ние, учените, можем да добием по-добра представа за това как могат да изглеждат нашите океани в бъдеще“, казва тя. „И важното е, че [можем да] имаме повече истории за потенциалните въздействия на подкисляването на океана, за да увеличим загрижеността на обществото за тази непрекъсната промяна в нашия океан.“

Mutalipassi поддържа подобни възгледи, твърдейки, че химическото съединение е наистина „инфохимика“ за околната среда - подводна версия на канарче в въглищна мина.

„Вече знаем, че подкиселяването на океана може да наруши деликатната екологична връзка, развила се в продължение на милион години“, казва Муталипаси. „Това означава, че имаме промените в последиците от промените, които правим в нашия свят.“

Той също така посочва, че връзката между микроводораслите и скаридите е само една от многото, които биха могли да бъдат засегнати. „Въздействието на подкисляването на океана е по-голямо от това, което виждаме в изследването“, казва той. "Ние просто разглеждаме малко парче от пъзела."

Новородени скариди често се подлагат на секс обръщане, но вкисляването на океана може да наруши този естествен процес