Всички животни трябва да се хранят, за да оцелеят. Ако сте чували термина „грейзер“ и преди, това може да ви донесе познати селскостопански животни, като например крави или овце, които мъркат на пасища. Но океанът има свой набор от грейзъри, с много различни - дори причудливи - форми на тялото и техники за хранене. Вместо зъби, една група от тези безгръбначни използва листа слуз, за да консумира огромни количества мънички растителни частици. В новия ни документ моите колеги и аз предлагаме нова категоризация за тази пренебрегвана група: „лигавици с мрежести мрежи“, в знак на признание за тяхната необичайна стратегия за хранене.
За разлика от слузта в носовете ни, която изглежда аморфна и петна, лигавичните листове на тези океански грейзъри могат да бъдат структурирани в богато украсени мрежи и мрежи. Тези лигавични листове могат да функционират като филтър, за да заграбят храната толкова малка, колкото бактериите. Самите грейзъри са мамути в сравнение: до 10 000 пъти по-големи от храната им. Ако хората ядат толкова малка храна, ще вземете сол и захарни зърна от чинията си за вечеря.
Морските биолози, като мен, мислеха, че пашата на лигавицата е „стратегия за захранване“ - идеята беше тези момчета просто да се паднат, каквото и да им хване лигавицата. Но последните технологични постижения ни помагат да разберем, че лигавиците могат да бъдат придирчиви. И това, което те консумират - или не - влияят на океанските хранителни мрежи.
Богато филтрираните мрежи (усилени 1000 пъти и оцветени в ярко зелено на това изображение) улавят частици, много по-малки от самите грейзъри. (Кели Съдърланд, CC BY) Как действа паша на лигавицата?
Муко-мрежестите грейзъри включват салпи, пирозоми, долиолиди, птероподи и апендикуляри. Те са обикновено сантиметри по дължина, приблизително обхващащи размера на нокътя, спрямо размера на ръката ви. Някои формират колонии, състоящи се от много индивиди в дълги вериги, които могат да бъдат много по-дълги. Тези същества са едри и воднисти в сравнение с твърдите си планктонски колеги. Ако сте стъпили на един, той ще се стиска, а не ще хруска. Предимно водно тяло им позволява бързо да растат големи.
Мукозните мрежести грейзъри свободно плават и са подходящи за открития океан. Те живеят далеч от брега, където храната е оскъдна и често е малка. Малките дупки и влакна на лигавичните им мрежи им позволяват да улавят микроскопични частици, които впоследствие поглъщат, понякога заедно със слузта.
За разлика от паяците, които въртят хранителните си паяжини, тези грейзъри имат специален орган, наречен ендостил, който отделя лигавицата им. В зависимост от грейзера, лигавичната мрежа може да бъде разположена вътре или извън тялото. Една група например отделя лигавичен мехур, достатъчно голям, за да може животното да живее вътре като къща. Друга група, по прякор морски пеперуди, секретират лигавични паяжини, които се прикрепят към краката във формата на крило. Тези лигавични паяжини варират в размер от инч до над 6 фута.
Местоположение на лигавичната мрежа за различни групи грейзъри. Лигавичната мрежа се оцветява според начина, по който грейзърите движат потока през или през мрежата. „MW“ показва лигавицата на морска пеперуда или текозомен птеропод. (Кейтлин Уебстър / www.bywebbie.com, CC BY) В исторически план учените предположиха, че лигавиците с мукозна мрежа ядат всичко, което е минало през ситото на лигавицата - подобно на цедка в канализацията на кухненската мивка, улавяща всичко с определен размер, в който се влива. Последните изследвания на моята лаборатория и други оспорват това предположение и показва че храненето им може да бъде силно избирателно. Слузта може да улавя перфектно определени частици храна, като същевременно напълно отхвърля други частици въз основа на техните размери, форма или повърхностни свойства.
Например, когато е представена със смес от частици на храната във формата на пръчки и сферични форми - различно оформени, но иначе сходни по размер - един вид резец с лигавична мрежа за предпочитане поглъща сферичните частици.
Частици с различна големина и форма (сферични и пръчковидни) от разчлененото черво на лигавично-мрежеста решетка, апендикуларната Oikopleura dioica. (Кийтс Конли, CC BY) Това малко прилича на избора на тартър за пържени картофи: И двете са направени от картофи и са приблизително еднакви по размер, но имат различна форма. Изборът на храна на лигавиците на паша е пасивен, но има връзка с това как различно оформената плячка се ориентира в морската вода и пресича мрежата.
Грейзърите могат да "берат" плячка, но плячката може също да има възможност да се произнесе по въпроса - пасивно или активно. Например, някои бактерии имат тефлонови повърхности и не залепват върху лигавичните мрежи, така че почти никога не се консумират. Как всички различни свойства на плячка могат да повлияят на паша, доскоро не се оценяваше.
Недоумено, но не и маловажно
Океанографите се интересуват как материалът се движи през океана и как процесът може да бъде опосредстван от организмите. Мукозните мрежести грейзъри може да са пренебрегвано парче от цикъла.
Фактът, че те не улавят еднаква плячка еднакво, има важни последици за това как въглеродът се движи през океана. След подхранване на лигавиците се пакетират неразградени частици храна в фекални гранули, свързани със слуз, или друг материал от рак. Преопаковането на частици от плячка с лепкава слуз концентрира дребна плячка в по-големи агрегати, което ги кара да потъват по-бързо. Това в крайна сметка придвижва органичния материал до океанските дълбини, като потенциално го съхранява години или дори векове. В дълбочина този материал е недостъпен за повечето морски организми, които живеят близо до повърхността.
„Салпатрон“ позволява на изследователите да провеждат изследвания за хранене под вода. (Gitai Yahel / Ayelet Dadon-Pilosof (www.gitaiyahel.com), CC BY-ND) До изминалото десетилетие или две учените не разполагаха с технологични инструменти, за да наблюдават какво се случва с лигавиците с мрежеста мрежа в родното им местообитание при подходящи малки мащаби. Тъй като тези организми са доста крехки, сега изследователите в моята лаборатория и други използват гмуркане или роботи, за да ги наблюдават директно под вода. Тези близки, внимателни наблюдения с помощта на високоскоростни камери и подводни микроскопи или извършване на изследвания за хранене в естествената среда ни показаха как те подбират определени частици и отхвърлят други.
Високоскоростна подводна камера (B. Gemmell, S. Colin, J. Costello, CC BY-ND) По-нататъшният напредък ще комбинира подводни методи с най-новите разработки в изображенията и генетичното секвениране, за да хвърли светлина върху ролята на лигавичните мрежести хранилки за оформянето на структурата на микробната общност на океана. Подводното изобразяване позволява необезпокоявани наблюдения на тези крехки същества. Изследователите могат да наблюдават как отделните частици се държат върху мрежата и дали в крайна сметка са уловени. Генетичното секвениране, използвано в контекста на изследванията за хранене, помага на учените да идентифицират и разграничат групите от малки микроби, които често са невидими с просто око.
Знаейки кои частици се консумират и кои не ни казват за влиянието, което лигавиците имат върху хранителните мрежи на океана.
Промяна на океаните, промяна на въздействието
Пикантното хранене от гризасто-мрежести мрежи може да има дълбоки последици за биогеохимичните цикли, особено в светлината на изместващите се океански условия. Фактори на околната среда като температура на океана, наличие на хранителни вещества и вид и количество плячка присъстват, когато и къде се появяват лигавиците, колко дълго се задържат и влиянието им върху мрежите на океанската храна.
Пирозомата цъфти край бреговете на Орегон през февруари 2018 г. Изображението е направено на около 60 м дълбочина, където има слой от пирозоми, вероятно активно захранващи се с малки частици. (К. Съдърланд / Х. Соренсен, CC BY-ND) Един по-тропичен вид пикозоми, които падат лигавиците ( Pyrosoma atlanticum ), предоставя казус. Характерно за по-топлите води на север от Южна Калифорния, те объркваха учени и рибари, когато се появиха край бреговете на Орегон през 2014 г.
Никой не знае защо се появяват пирозомите, но температурите на океана се затоплят по същото време. Подобно на другите гразери с мукозна мрежа, финият пирозомен филтър им позволява да пасат на по-дребните частици, които са свързани с по-топла, по-малко богата на хранителни вещества повърхностна вода - плячка твърде малка, за да ги улови повечето други животни. Заедно с други изследователи по Западния бряг, моята лаборатория работи активно, за да разбере защо са се появили пирозомите, как могат да повлияят на морската екосистема и дали ще продължат да съществуват.
Грейзерите в океана по своята същност са по-трудни за изучаване от тези, отколкото на сушата; ние продължаваме да научаваме повече за това кои са чрез това, което ядат.
Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation.
Кели Съдърланд, асистент по биология, Университета в Орегон
