Každé jaro se mladé krevety ve Středozemním moři mění z mužů na ženy - důležitá fáze jejich reprodukčního vývoje. K této změně dochází v důsledku hojnosti určitého typu mikrořas, na které se občasné neonové zelené krevety spoléhají na přežití svého druhu. Jak se však okyselení oceánů zintenzivňuje, mohlo by to změnit chemické složení mikrořas, což by potenciálně zakrývalo reprodukční pokrok krevet a ohrozilo by jejich existenci.
Krevety, Hippolyte inermis Leach, obědvají na konkrétním druhu mikrořas zvaných Cocconeis scutellum parva, který vzkvétá na loukách mořských řas Středozemního moře, včetně okyselených průduchů v Neapolském zálivu. Jíst mikrořasy reguluje reprodukční cyklus krevet.
Vědci fascinovali sexuální vývoj těchto podivných malých krevet po léta. Přestože hippolyte inermis je považován za hermafrodit jako mnoho jiných korýšů, je neobvyklé v tom, že rychle přechází z mužského na ženský, aniž by nikdy procházel mezistupeňem s atributy obou. Tento systém zvratu má dvě odlišná reprodukční období. Během pádu, kdy je mikrořas Cocconeis vzácný, se většina novorozených krevetek rodí samci. Po jaře jejich mužské pohlavní žlázy stárnou a vypadnou v jediné krystaly a vyvine se vaječník.
Ale mladší krevety, které se narodí na jaře, když se vyskytují mikrořasy, se mohou okamžitě vyvinout na samice tím, že prožijí ještě rychlejší zvrat. Předchozí studie ukázaly, že za tuto rychlou změnu je zodpovědný Cocconeis . Uvolněním dosud neznámé sloučeniny při konzumaci Cocconeis zabíjí buňky mužské pohlavní žlázy krevet, což způsobí předčasný přechod. Tento jarní přepínač pomáhá obnovit rovnováhu poté, co obyvatelstvo zasáhlo v zimě, když dravci, jako je černá škorpión, pohltí krevety.
Vedoucí autor studie Mirko Mutalipassi, mořský biotechnolog ze Stazione Zoologica Anton Dohrn v Neapoli, zdůrazňuje, že závislost krevet na mikrořasách je tak silná, že jejich populační růst se synchronizuje s květy mikrořas.
"Pro tyto krevety je to opravdu důležité, " říká Mutalipassi. "To je stabilizační faktor pro jejich přirozenou populaci, protože umožňuje krevety produkovat spoustu vajec a vyhnout se vyhubení kvůli predaci."
Přítomnost tak silného vztahu mezi rostlinami a zvířaty v kyselých podmínkách inspirovala Mutalipassi k jeho použití jako nástroje ke studiu toho, jak zvýšené okyselení oceánu ovlivní tento ekosystém. "Jsem opravdu fascinován koevolucí, a to jak z fyziologického hlediska, tak iz hlediska molekulárního, " říká. "Je to opravdu zajímavý způsob, jak se podívat na to, jak dva organismy spolu komunikují." Je to také dobrý model pro studium vlivu globálních změn na mikrořasy a bezobratlé. “
Mutalipassi a jeho spoluautoři Valerio Zupo a Valerio Mazzella, oba vědci ve Stazione Zoologica, použili populaci krevet jako sondu, aby zjistili, co se stane s chemickým složením mikrořas, když se oceán stane kyselejší. Výzkumný tým pěstoval Cocconeis na dvou různých úrovních kyselosti: jednu za současných podmínek a druhou na základě předpokládaného nárůstu kyselosti oceánů v příštím století se zvyšováním hladiny oxidu uhličitého. Poté nakrmili novorozené krevety jednu ze dvou skupin mikrořas a pozorovali, zda mají různé počty samic, což by znamenalo změnu sloučeniny mikrořas, která řídí vývoj garnátů.
Výsledky týmu byly překvapivé. Na rozdíl od některých jiných mikrořas, které se nepodařilo prosperovat při vysokých hladinách CO 2, Cocconeis vzkvétal a rostl čtyřikrát více buněk za okyselených podmínek. Toto zvýšení růstu znamená, že mikrořasy by mohly mít konkurenční výhodu v okyselených oceánech budoucnosti.
Naproti tomu krevety, které byly krmeny mikrořasami pěstovanými ve vyšších úrovních okyselení vody, skončily s asi polovinou tolika samic než krevety, které byly krmeny normálními mikrořasami. Tak drastický rozdíl naznačuje, že chemická sloučenina, která ničí mužské pohlavní žlázy krevet, může být změněna okyselenými podmínkami, což vede k menšímu počtu žen. Jinými slovy, Cocconeis se daří, ale krevety trpí.
"Tato práce je úhledným příkladem vědců, kteří posouvají některé základní otázky přežití a růstu jediného organismu a zkoumají také vztahy mezi druhy, " říká mořský biolog Kaitlyn Lowder of Scripps Institution of Oceanography na University of California v Kalifornii v San Diegu. v e-mailu. "Abychom lépe porozuměli tomu, jak budou naše mořské ekosystémy vypadat v budoucnosti, je nesmírně důležité podívat se na interakci mezi trofickými úrovněmi, což může být obtížné v laboratorním prostředí."
Zdánlivě jemné změny, jako je tato, které by mohly vyvolat domino efekty v ekosystému, jsou symbolem dopadu změny klimatu. Jak acidifikace oceánů stále narušuje podmínky mořské vody, vědci se snaží zjistit, jak takové změny mohou ovlivnit i ty nejmenší formy života na naší planetě.
Lowder, který nebyl zapojen do této studie, tvrdí, že studium změn chování organismů je zásadní pro získání povědomí o měnícím se prostředí. "Teprve sledováním těchto otázek o pohlavním přechodu krevetek ... nám vědci mohou získat lepší představu o tom, jak by naše oceány mohly vypadat v budoucnu, " říká. "A co je důležitější, můžeme [máme] více příběhů o možných dopadech acidifikace oceánů, abychom zvýšili obavy veřejnosti o tuto probíhající změnu našich oceánů."
Mutalipassi zastává podobné názory a tvrdí, že chemická sloučenina je pro životní prostředí skutečně „infochemická“ - podvodní verze kanárku v uhelném dole.
"Nyní víme, že acidifikace oceánů může narušit křehký ekologický vztah, který se vyvinul za milion let, " říká Mutalipassi. "To znamená, že máme změny idiosynkratické se změnami, které děláme v našem světě."
Poukazuje také na to, že vztah mikro-řas krevet je pouze jedním z mnoha, které by mohly být ovlivněny. "Dopad okyselení oceánu je větší, než jaký vidíme ve studii, " říká. "Právě se díváme na malý kousek skládačky."
