Sve životinje moraju jesti da bi preživjele. Ako ste ranije čuli pojam "pasač", to će vam možda donijeti u obzir poznate domaće životinje, poput krava ili ovaca koje pasu na pašnjacima. Ali ocean ima svoj vlastiti paket uzgajivača, s vrlo različitim - čak i bizarnim - oblicima tijela i tehnikama hranjenja. Umjesto zuba, jedna skupina ovih beskralješnjaka koristi listove sluzi za konzumiranje ogromnih količina sitnih biljnih sličnih čestica. U našem novom radu moji kolege i ja predlažemo novu kategorizaciju za ovu previdjenu skupinu: „sluznice mrežastih mreža“, u znak njihove neobične strategije hranjenja.
Za razliku od sluzi u našim nosima, koja djeluje amorfno i mrljevo, sluznice ovih oceanskih greda mogu se strukturirati u ukrašene mrežice i mreže. Te mukozne plahte mogu funkcionirati poput filtera da uvuku hranu u malobrojne poput bakterija. Sami grazovi su mamuti u usporedbi: do 10 000 puta veći od njihove hrane. Kad bi ljudi jeli tako malu hranu, na tanjuru za večeru birali bi žitarice soli i šećera.
Morski biolozi poput mene mislili su da je ispaša sluznice strategija hranjenja - ulov sve - ideja je bila da bi se ti ljudi samo usitnili bez obzira na to da im se uhvati sluznica. No, nedavni tehnološki napredak pomaže nam da shvatimo da sluznice mogu biti izbirljivi. A ono što konzumiraju - ili ne - utječe na mrežice okeanske hrane.
Ukrašene filtrirajuće mrežice (pojačane 1.000 puta i obojene jarkozelenom bojom na ovoj slici) hvataju čestice puno manje od samih grejdera. (Kelly Sutherland, CC BY) Kako djeluje ispaša sluznice mrežice?
Sluzaste mrežaste mrene uključuju salpe, pirosome, doliolide, pteropode i slijepo crijevo. Duline su obično u centimetrima, otprilike u odnosu na veličinu nokta prema veličini vaše ruke. Neke kolonije koje se sastoje od mnogih jedinki u dugim lancima koji mogu biti i mnogo duži. Ova su stvorenja velika i vodenasta u usporedbi sa svojim tvrdokornim planktonskim kolegama. Ako ste zakoračili na jedan, škljocnuo bi, a ne mrvicu. Tijelo s većinom vode omogućuje im da brzo narastu.
Sluzaste mrežaste mrežice slobodno plutaju i podliježu otvorenom oceanu. Žive daleko od obale, gdje je hrana oskudna i često mala. Sitne rupice i vlakna njihovih sluznica omogućuju im hvatanje mikroskopskih čestica, koje potom naknadno progutaju, ponekad zajedno sa sluzi.
Za razliku od paukova koji vrte mrežu za hranjenje, ovi uzgajivači imaju poseban organ, nazvan endostyle, koji izlučuje njihovu sluznicu. Ovisno o uzgajivaču, sluznica se može nalaziti unutar ili izvan tijela. Na primjer, jedna skupina izlučuje sluznicu koja je dovoljno velika da životinja može živjeti u kući poput kuće. Druga skupina, pod nadimkom morski leptiri, izdvaja sluznice koje se pričvršćuju na noge u obliku krila. Ove sluzave mreže variraju od inča do preko 6 stopa.
Položaj sluznice za različite skupine uzgajivača. Sluznica je obojena u skladu s načinima na kojima grazer prolazi kroz ili kroz mrežicu. 'MW' prikazuje sluznicu morskog leptira ili tekozoma pteropoda. (Caitlyn Webster / www.bywebbie.com, CC BY) Povijesno, znanstvenici su pretpostavili da sluznice mrežaste mreže pojedu sve što je prošlo kroz sito sito - slično kao cjedilo u odvodu kuhinjskog sudopera u koje se hvata sve određene veličine u koje se ulijeva. Nedavna istraživanja mog laboratorija i drugih osporavaju ovu pretpostavku i pokazuju da njihovo hranjenje može biti vrlo selektivno. Sluz može savršeno uhvatiti određene čestice hrane, dok u potpunosti odbacuje ostale čestice na temelju njihove veličine, oblika ili površinskih svojstava.
Na primjer, kada je predstavljena mješavinom čestica hrane u obliku štapića i sfernih dijelova - različito oblikovanih, ali inače sličnih veličina - jedna vrsta gnojnih mrežastih mrežica preferirano guta sferne čestice.
Čestice različite veličine i oblika (sferne i šipkaste) iz seciranog crijeva sluznice mrežaste mrežice, dodataka Oikopleura dioica. (Keats Conley, CC BY) To je pomalo poput odabira prhkih točaka nad pomfritom: Oba su napravljena od krumpira i otprilike su iste veličine, ali imaju različite oblike. "Izbor" hrane sluzavih grazara pasivan je, međutim, povezano s načinom na koji se različit oblik plijena orijentira u morskoj vodi i presijeca mrežicu.
Grazeri mogu „birati“ plijen, ali plijen će također moći imati nešto protiv toga - bilo pasivno ili aktivno. Na primjer, neke bakterije imaju površine slične teflonu i ne lijepe se na sluznicama pa se gotovo nikada ne konzumiraju. Kako sva različita svojstva plijena mogu utjecati na ispašu, donedavno je precijenjeno.
Premalo, ali ne i nevažno
Oceanografe zanima kako se materijal kreće kroz ocean i kako organizmi mogu posredovati u tom procesu. Sluzaste mrežaste mrežice mogu biti preslikan dio ciklusa.
Činjenica da ne zarobljavaju svaki plijen podjednako ima važne posljedice za kretanje ugljika kroz ocean. Nakon što se sluznice nahrane, pakiraju neisvarene čestice hrane u fekalne pelete vezane uz sluz ili druge materijale od voća. Prepakiranjem čestica plena ljepljivom sluzi koncentrira se mali plijen u veće agregate, zbog čega ih brže tone. To u konačnici pomiče organski materijal u oceanske dubine, potencijalno ga čuvajući godinama ili čak stoljećima. Po dubini, ovaj materijal je nedostupan većini morskih organizama koji žive u blizini površine.
'Salpatron' omogućuje istraživačima provođenje studija hranjenja pod vodom. (Gitai Yahel / Ayelet Dadon-Pilosof (www.gitaiyahel.com), CC BY-ND) Do proteklog desetljeća ili dva, znanstvenici nisu imali tehnološke alate kako bi na odgovarajućim sitnim mjerilima mogli gledati što se događa s uzgajivačima sluznica u njihovom rodnom staništu. Budući da su ovi organizmi prilično krhki, sada istraživači iz mog laboratorija i drugi koriste ronjenje ili robote da ih izravno promatraju pod vodom. Ova bliska, pažljiva promatranja pomoću brzih kamera i podvodnih mikroskopa ili istraživanja hranjenja u prirodnom okruženju pokazala su nam kako odabiru određene čestice, a druge odbijaju.
Podvodna kamera velike brzine (B. Gemmell, S. Colin, J. Costello, CC BY-ND) Daljnji napredak kombinirat će se podvodnim metodama s najnovijim dostignućima u slikanju i genetskom sekvenciranju kako bi se osvijetlilo uloga hranilica od sluznice u oblikovanju strukture oceanske mikrobne zajednice. Podvodno snimanje omogućuje nesmetano promatranje ovih krhkih stvorenja. Istraživači mogu promatrati kako se pojedine čestice ponašaju na mrežici i jesu li u konačnici zarobljene. Genetsko sekvenciranje korišteno u kontekstu studija hranjenja pomaže znanstvenicima da identificiraju i razlikuju skupine sitnih mikroba koji su često nevidljivi golim okom.
Znajući koje se čestice konzumiraju, a koje nisu, govori nam o utjecaju koji sluznica ima na mrene hrane iz oceana.
Promjena oceana, promjena utjecaja
Izbirljivo jedenje uzgajivača mrežastih mreža može imati duboke posljedice na biogeokemijske cikluse, posebno u svjetlu pomičnih oceanskih uvjeta. Čimbenici okoliša poput temperature oceana, dostupnosti hranjivih sastojaka i vrste i količine plijena prisutni utječu na to gdje se i gdje se pojavljuju sluznice, koliko dugo se zadržavaju i na njihov utjecaj na okeanske mreže hrane.
Pirosom cvjeta na obali Oregona u veljači 2018. Slika je snimljena na dubini od oko 60 m gdje se nalazio sloj pirosoma, koji se vjerojatno aktivno hrani malim česticama. (K. Sutherland / H. Sorensen, CC BY-ND) Studija slučaja daje više tropskih vrsta murozastih pirosoma ( Pyrosoma atlanticum ). Tipično u toplijim vodama sjevernije od Južne Kalifornije, podjednako su zbunili znanstvenike i ribolovce kada su se 2014. godine pojavili kraj obale Oregona.
Nitko ne zna zašto su se pirosomi pojavili, ali oceanske temperature su se ugrijavale otprilike u isto vrijeme. Poput ostalih uzgajivača sluznice, filtar s finim pirosomima omogućuje im da se pase na sitnije čestice koje su povezane s toplijom, manje bogatom hranjivim tvarima površinskom vodom - plijen je premalen da bi ga većina drugih životinja mogla uhvatiti. Zajedno s drugim istraživačima duž Zapadne obale, moj laboratorij aktivno radi na razumijevanju zašto su se pirosomi pojavili, kako mogu utjecati na morski ekosustav i hoće li istrajati.
Grazeri u oceanu su po prirodi izazovniji za proučavanje od onih na kopnu; nastavljamo učiti više o tome tko su kroz što jedu.
Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation.
Kelly Sutherland, docentica biologije, Sveučilište u Oregonu
