Svakog proljeća, mlade kozice u Sredozemnom moru pretvaraju se iz muškog u žensko u važnu fazu svog reproduktivnog razvoja. Ova promjena se događa zbog obilja određene vrste mikroalgi na koje se povremeno neonsko zelene nijanse oslanjaju na opstanak svojih vrsta. Međutim, kako se zakiseljavanje oceana pojačava, to bi moglo promijeniti kemijski sastav mikroalgi, što potencijalno zaglađuje reproduktivni napredak kozica i prijeti njihovom postojanju, izveštavaju istraživači ovog tjedna u PLOS ONE .
Kozice, Hippolyte inermis Leach, objeduju na specifičnoj vrsti mikroalgi zvanoj Cocconeis scutellum parva, koja cvjeta u livadama travnjaka Sredozemnog mora, uključujući zakiseljene otvore u Napuljskom zaljevu. Jedenje mikroalgi regulira reproduktivni ciklus kozica.
Znanstvenici su godinama fascinirani seksualnim razvojem ovih neobičnih kozica. Iako se Hipolit inermis smatra hermafroditom kao i mnogi drugi rakovi, neobičan je po tome što brzo prelazi s muškog na žensko, a da pritom ne prolazi kroz srednji stadij s atributima oba. Ovaj sustav obrnutog spola ima dvije različite reproduktivne sezone. Tijekom jeseni, kada su mikro- alge Cocconeis oskudne, većina novorođenih kozica rađa se mužjak. Nakon proljeća, njihove muške spolne žlijezde ostare i ispadaju u jednom moltu i razvija se jajnik.
Ali mlađi škampi koji se rađaju u proljeće kada mikroalgi ima u izobilju, mogu se odmah razviti u ženku prolazeći još bržim preokretom spola. Prethodne studije pokazale su da je Cocconeis odgovoran za ovu brzu promjenu. Oslobađanjem još nepoznatog spoja kad ga pojede, Cocconeis ubija stanice muške spolne žlijezde kozica, uzrokujući ga prijevremenim prijelazom. Ova prekretnica za proljeće pomaže da se uspostavi ravnoteža nakon što populacija pogodi zimi kada grabežljivci, poput crnih škorpiona, proždiru škampe.
Vodeći autor studije Mirko Mutalipassi, morski biotehnolog na Stazione Zoologica Anton Dohrn u Napulju, naglašava da je ovisnost škampi o mikroalgama toliko snažna da se njihov porast broja stanovnika sinkronizira s cvjetanjem mikroalgi.
"To je zaista važno za ove škampe", kaže Mutalipassi. "Ovo je stabilizirajući faktor za njihovu prirodnu populaciju, jer omogućuje kozicama mogućnost da stvaraju puno jaja i izbjegavaju da ih izbrišu zbog predatora."
Prisutnost tako jake veze biljka i životinja u kiselim uvjetima nadahnula je Mutalipassija da ga koristi kao alat za proučavanje kako povećana zakiseljenost oceana utječe na ovaj ekosustav. "Zaista sam fasciniran koevolucijom, i s fiziološkog i sa molekularnog stajališta", kaže on. „Zaista je zanimljiv način gledanja kako dva organizma međusobno djeluju. Također je dobar model za proučavanje utjecaja globalnih promjena na mikroalge i beskralješnjake. "
Mutalipassi i njegovi koautori Valerio Zupo i Valerio Mazzella, oba istraživača iz Stazione Zoologica, koristili su populaciju škampi kao sondu kako bi vidjeli što se događa s kemijskim sastavom mikroalgi, jer ocean postaje kiseliji. Istraživački tim uzgajao je Cocconeis na dvije različite razine kiselosti: jednu u sadašnjim uvjetima i onu koja se temelji na predviđenom porastu kiselosti oceana tijekom sljedećeg stoljeća s porastom razine ugljičnog dioksida. Nakon toga, novorođenim su kozicama hranili jednu od dvije skupine mikroalgi i promatrali imaju li različit broj ženki, što bi ukazivalo na promjenu spoja mikroalgi koji pokreće razvoj škampi.
Rezultati tima su bili iznenađujući. Za razliku od nekih drugih mikroalgi koje nisu uspjevale napredovati u visokim razinama CO 2, Cocconeis je cvjetao, uzgajajući četiri puta više stanica u zakiseljenim uvjetima. Ovo povećanje rasta znači da bi mikroalge mogle imati konkurentsku prednost u zakiseljenim oceanima budućnosti.
Suprotno tome, kozice koje su se hranile mikroalgama koje su rasle na višim razinama zakiseljavanja vodom, završile su s oko polovine ženki od škampi koje su se hranile normalnim mikroalgama. Takva drastična razlika sugerira da se kemijski spoj koji uništava muške spolne žlijezde kozica može mijenjati zakiseljenim uvjetima, stvarajući manje ženki. Drugim riječima, Cocconeis uspijeva, ali škampi pate.
"Ovaj je rad uredan primjer istraživača koji se bave nekim osnovnim pitanjima preživljavanja i rasta pojedinog organizma kako bi također ispitali odnose između vrsta", kaže morski biolog Kaitlyn Lowder sa Instituta za oceanografiju Scripps na Kalifornijskom Sveučilištu San Diego u e-poruci. "Da bismo bolje razumjeli kako će izgledati naši morski ekosustavi u budućnosti, nevjerojatno je važno pogledati interakciju između trofičkih razina, što u laboratorijskim uvjetima može biti teško."
Naizgled suptilne promjene poput ove koje bi mogle pokrenuti domino efekte u ekosustavu simboliziraju utjecaj klimatskih promjena. Kako zakiseljavanje oceana nastavlja narušavati uvjete morske vode, istraživači pokušavaju naučiti kako takve promjene mogu utjecati i na najsitnije oblike života na našem planetu.
Lowder, koji nije bio uključen u ovu studiju, tvrdi da je proučavanje promjena ponašanja organizama ključno za stjecanje svijesti o promjenjivom okruženju. "Samo slijedeći ta pitanja o seksualnom prijelazu kozica ... mi znanstvenici možemo steći bolju predodžbu o tome kako bi mogli izgledati naši oceani u budućnosti", kaže ona. „I što je važno, [možemo] imati više priča o potencijalnim utjecajima zakiseljavanja oceana kako bi povećali zabrinutost javnosti zbog tekućih promjena naših oceana.“
Mutalipassi ima slična stajališta, tvrdeći da je kemijski spoj zaista "infokemijski" za okoliš - podvodna verzija kanarinca u rudniku ugljena.
„Sada znamo da zakisanje oceana može poremetiti osjetljiv ekološki odnos koji se razvijao tijekom milijun godina“, kaže Mutalipassi. "To znači da imamo promjenjive posljedice zbog promjena koje radimo u našem svijetu."
Također ističe da je odnos mikroalgi-škampi samo jedan od mnogih na koje bi mogli utjecati. „Učinak zakiseljavanja oceana veći je od onog što vidimo u studiji“, kaže on. "Upravo gledamo mali dio zagonetke."
