Vse živali morajo jesti, da preživijo. Če ste že prej slišali izraz "grezalica", vam to lahko vzame v spomin poznane domače živali, na primer krave ali ovce, ki žrejo na pašniku. Vendar ima ocean svoj nabor grazerjev z zelo različnimi - celo bizarnimi - oblikami telesa in tehnikami hranjenja. Namesto zob ena skupina teh nevretenčarjev uporablja liste sluzi, da porabi ogromne količine drobnih rastlinskih delcev. V našem novem prispevku moj kolegi in jaz predlagamo novo kategorizacijo za to spregledano skupino: "gnojne mrežaste mrežice", v znak njihove nenavadne strategije hranjenja.
Za razliko od sluzi v naših nosovih, ki je videti amorfna in mehka, se lahko sluzasti listi teh oceanskih grazerjev strukturirajo v okrašene mreže in mreže. Te sluzaste rjuhe lahko delujejo kot filter, da hranijo tako majhne kot bakterije. Grezniki sami so v primerjavi z mamutom: do 10.000-krat večji od njihove hrane. Če bi ljudje jedli tako majhno hrano, bi s svojega krožnika za večerjo pobirali zrna soli in sladkorja.
Morski biologi, kot sem jaz, so mislili, da je pašna sluznica "prehranjevalna" strategija hranjenja - ideja je bila, da bi se ti fantje samo sesali, karkoli bi jih ujelo sluznico. Toda nedavni tehnološki napredek nam pomaga razumeti, da so sluznice lahko zelo izbirčne. In kaj porabijo - ali ne - vplivajo na mreže v oceanski hrani.
Okrašene filtrirne mreže (1.000-krat ojačane in obarvane na svetlo zeleni barvi) zajemajo delce, veliko manjše od samih grazerjev. (Kelly Sutherland, CC BY) Kako deluje paša na sluzničnem očesu?
Sluzasti mrežasti mešalniki vključujejo salpe, pirosome, doliolide, pteropode in črevesje. Običajno so dolžine centimetrov, približno na velikosti nohta segajo na velikost vaše roke. Nekatere kolonije sestavljajo številni posamezniki v dolgih verigah, ki so lahko veliko daljše. Ta bitja so velika in vodnata v primerjavi s trdimi planktonskimi kolegi. Če bi stopili na enega, bi škripalo, ne pa crknilo. Večinoma jim vodno telo omogoča, da hitro rastejo.
Sluzasti mrežasti mešalniki prosto plavajo in so primerni za odprti ocean. Živijo daleč od obale, kjer je hrane malo in pogosto majhna. Drobne luknje in vlakna njihovih sluznic omogočajo, da zajamejo mikroskopske delce, ki jih kasneje pogoltnejo, včasih skupaj s sluzjo.
Za razliko od pajkov, ki vrtijo krmo, imajo ti grazerji poseben organ, imenovan endostyle, ki izloča njihovo sluznico. Sluzna mrežica se lahko nahaja znotraj ali zunaj telesa, odvisno od grezalnika. Ena skupina na primer izloča sluzasti mehurček, ki je dovolj velik, da lahko živa v hiši kot hiša. Druga skupina, poimenovani morski metulji, izločajo sluznice, ki se pritrdijo na stopala v obliki krila. Te sluznice segajo od palca do več kot 6 čevljev.
Lokacija sluznične mrežice za različne skupine grazerjev. Sluzna mrežica je obarvana glede na načine, kako grezniki tečejo skozi mrežo ali čez mrežo. 'MW' prikazuje sluznico morskega metulja ali tekozoma peteropoda. (Caitlyn Webster / www.bywebbie.com, CC BY) Znanstveniki so v preteklosti domnevali, da so sluzaste mrežice pojedle vse, kar je šlo skozi sito sito - podobno kot cedilo v odtoku kuhinjskega pomivalnega korita, ki ujame vse določene velikosti, ki priteka vanjo. Nedavne raziskave mojega laboratorija in drugi izpodbijajo to domnevo in kažejo da je njihovo hranjenje lahko zelo izbirno. Sluz lahko odlično zajame določene delce hrane, medtem ko druge delce popolnoma zavrne glede na njihovo velikost, obliko ali površinske lastnosti.
Na primer, ko se z mešanico drobnih delcev hrane v obliki palice in drugače oblikovane, a drugače podobne velikosti - ena vrsta gnojnih mrežastih mrežic prednostno pogoltne sferične delce.
Delci različne velikosti in oblike (sferične in palice) iz razsekanega črevesja sluznice mrežastega mrežice, slepiča Oikopleura dioica. (Keats Conley, CC BY) To je nekako tako, kot da bi izbirali tater kroglice nad pomfritom: Oba sta narejena iz krompirja in sta približno enake velikosti, vendar imata različne oblike. Izbira hrane na sluzastih grazerjih je pasivna, vendar je povezano s tem, kako se različno oblikovan plen usmeri v morsko vodo in prestreže mrežo.
Grazerji lahko »poberejo« plen, toda plen lahko ima tudi nekaj besed v zvezi s tem - pasivno ali aktivno. Na primer, nekatere bakterije imajo teflonske površine in se ne držijo sluznic, zato jih skoraj nikoli ne zaužijemo. Kako vse različne lastnosti plena vplivajo na pašo, je bilo do nedavnega premalo ocenjeno.
Premalo, vendar nepomembno
Oceanografe zanima, kako se material premika skozi ocean in kako bi lahko proces posredovali organizmi. Sluzasti mrežasti mešalniki so morda spregledan del cikla.
Dejstvo, da ne zajamejo vsega plena enako, ima pomembne posledice za to, kako se ogljik premika skozi ocean. Po zaužitju sluzastih mešanic embalirajo neprebavljene delce hrane v fekalne kroglice, vezane na sluz, ali druge snovi, ki vsebujejo blato. Ponovno pakiranje delcev plena z lepljivo sluzjo koncentrira majhen plen v večje agregate, zaradi česar se hitreje potopijo. To na koncu premakne organski material v oceanske globine in ga potencialno shrani leta ali celo stoletja. V globini ta material ni na voljo večini morskih organizmov, ki živijo blizu površine.
'Salpatron' omogoča raziskovalcem, da izvajajo študije hranjenja pod vodo. (Gitai Yahel / Ayelet Dadon-Pilosof (www.gitaiyahel.com), CC BY-ND) Do zadnjega desetletja ali dveh znanstveniki niso imeli tehnoloških orodij, s katerimi bi lahko opazovali, kaj se dogaja s sluznicami v svojem domačem okolju v ustreznih drobnih merilih. Ker so ti organizmi precej krhki, zdaj raziskovalci v mojem laboratoriju in drugi uporabljajo potapljanje ali robote, da jih neposredno opazujejo pod vodo. Ta tesna, natančna opazovanja s pomočjo hitrih kamer in podvodnih mikroskopov ali študij hranjenja v naravnem okolju so nam pokazala, kako izbirajo določene delce in druge zavračajo.
Hitro podvodna kamera (B. Gemmell, S. Colin, J. Costello, CC BY-ND) Nadaljnji napredek bo združil podvodne metode z najnovejšim razvojem slikanja in genetskega zaporedja, da bi osvetlili vlogo hranilcev sluznicastih mrežic pri oblikovanju strukture mikrobne skupnosti v oceanu. Podvodno slikanje omogoča nemoteno opazovanje teh krhkih bitij. Raziskovalci lahko opazujejo, kako se posamezni delci obnašajo na mrežici in ali so na koncu zajeti. Genetsko zaporedje, ki se uporablja v okviru študij krmljenja, znanstvenikom pomaga prepoznati in razlikovati skupine drobnih mikrobov, ki so s prostim očesom pogosto nevidne.
Vedeti, katere delce zaužijemo in kateri ne, nam pove, kakšen vpliv imajo sluznice na greznice v oceanih.
Spreminjanje oceanov, spreminjanje vpliva
Obilno uživanje sluznic z mrežo lahko ima velike posledice za biogeokemične cikle, zlasti v razmerah, ki se spreminjajo v oceanih. Okoljski dejavniki, kot so temperatura oceana, razpoložljivost hranilnih snovi ter vrsta in količina plena, vplivajo na to, kdaj in kje se pojavijo sluznice, kako dolgo se zadržujejo in kako vplivajo na živila v oceanski hrani.
Pirosom cveti ob obali Oregona februarja 2018. Slika je bila posneta na približno 60 m globine, kjer je bila plast pirosomov, ki se verjetno aktivno prehranjuje z majhnimi delci. (K. Sutherland / H. Sorensen, CC BY-ND) Bolj tropska vrsta pirosomov, ki pasejo sluznico ( Pyrosoma atlanticum ), ponuja študijo primera. Značilni v toplejših vodah do severa Kalifornije, so tako zmedli znanstvenike in ribiče, ko so se leta 2014 pojavili ob obali Oregona.
Nihče ne ve, zakaj so se pojavili pirosomi, vendar so se oceanske temperature segrele približno v istem času. Tako kot drugi mehke mrežasti mrežasti filtri filtri s finimi pirosomi omogočajo, da se pasejo na manjših delcih, ki so povezani s toplejšo, z manj hranilnimi površinami površinsko vodo - plen je premajhen za večino drugih živali. Skupaj z drugimi raziskovalci na zahodni obali moj laboratorij aktivno deluje, da bi razumel, zakaj so se pojavili pirosomi, kako lahko vplivajo na morski ekosistem in če bodo vztrajali.
Grazers v oceanu je sam po sebi zahtevnejši za študij kot tisti na kopnem; še naprej izvemo več o tem, kdo so, kaj jedo.
Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru.
Kelly Sutherland, docentka biologije, Univerza v Oregonu
