Všechna zvířata musí jíst, aby přežila. Pokud jste již dříve slyšeli pojem „pasoucí se“, může vám to připomenout známá hospodářská zvířata, jako jsou krávy nebo ovce, které ženou na pastvině. Ale oceán má vlastní sadu pastvin, s velmi odlišnými - dokonce bizarními - tělními formami a technikami krmení. Jedna skupina těchto bezobratlých používá místo zubů listy hlenu ke konzumaci obrovského množství drobných rostlinných částic. V našem novém příspěvku jsme se svými kolegy navrhli novou kategorizaci této přehlížené skupiny: „škrabky na sliznice“ jako uznání jejich neobvyklé strategie krmení.
Na rozdíl od hlenu v našich nosech, který se zdá být amorfní a blobby, mohou být sliznice těchto oceánských pastvin strukturovány do ozdobných sítí a sítí. Tyto sliznice mohou fungovat jako filtr k získání potravy tak malé, jako bakterie. Samotní pasáci jsou ve srovnání s mamutem až 10 000krát větší než jídlo. Pokud lidé jedli takové malé jídlo, měli byste sbírat sůl a cukrová zrna z vaší talíře.
Mořští biologové, jako jsem já, si mysleli, že slizovité pastvy byly „krmnou strategií“ krmení - myšlenka byla, že tito kluci by jen strkali cokoli, co jejich sliznice zachytila. Ale nedávný technologický pokrok nám pomáhá pochopit, že slizniční pasci mohou být vybíraví jedlíci. A to, co konzumují - nebo ne - ovlivňuje webové stránky pro mořské plody.
Ozdobná filtrační oka (zesílená 1 000krát a na tomto obrázku zafarbená jasně zelená) zachycují částice mnohem menší než samotné grazery. (Kelly Sutherland, CC BY) Jak funguje pasení sliznic?
Mezi hlízy patří mušle, pyrosomy, doliolidy, pteropody a slepice. Jsou obvykle centimetry dlouhé a zhruba překračují velikost vašeho nehtu na velikosti vaší ruky. Některé tvoří kolonie složené z mnoha jedinců v dlouhých řetězcích, které mohou být mnohem delší. Tato stvoření jsou velká a vodnatá ve srovnání se svými tvrdými tělesy planktonu. Kdybyste šlápli na jeden, tak by to šuplo, ne křupalo. Většinou vodní útvar jim umožňuje rychle růst.
Pasáky na mukózní pletivo jsou volně plovoucí a vhodné pro otevřený oceán. Žijí daleko od pobřeží, kde je jídlo vzácné a často malé. Drobné díry a vlákna jejich sliznic jim umožňují zachytit mikroskopické částice, které následně spolknou, někdy spolu s hlenem.
Na rozdíl od pavouků, kteří točí jejich krmení pavučiny, tito pasci mají zvláštní orgán, nazvaný endostyle, který vylučuje jejich sliznice. V závislosti na grazeru může být sliznice umístěna uvnitř nebo vně těla. Jedna skupina například vylučuje sliznici dostatečně velkou, aby zvíře uvnitř žilo jako dům. Další skupina, přezdívaná mořští motýli, vylučují sliznice, které se připevňují k nohám ve tvaru křídla. Tyto sliznice se pohybují ve velikosti od palce na více než 6 stop.
Umístění sliznice pro různé skupiny pastvin. Slizková síť je obarvena podle toho, jakým způsobem pasouci tečou proudem skrz nebo skrz síť. 'MW' ukazuje sliznicovou síť mořského motýla nebo thecosome pteropod. (Caitlyn Webster / www.bywebbie.com, CC BY) Vědci historicky předpokládali, že se pasoucí se sliznicovými oky jedli všechno, co prošlo slizným sítem - podobně jako sítko ve výlevce kuchyňského dřezu, které zachytilo všechno určité velikosti, do kterého proudí. Nedávný výzkum provedený v mé laboratoři a další tento předpoklad zpochybňuje a ukazuje že jejich krmení může být vysoce selektivní. Hlen by mohl zachytit určité částice jídla dokonale, zatímco úplně vyloučí jiné částice na základě jejich velikosti, tvaru nebo vlastností povrchu.
Například, když jsou přítomny se směsí tyčinkovitých a kulovitých potravinových částic - různě tvarovaných, ale jinak podobných velikostí -, jeden druh spásaných mukózních sítí přednostně polkne sférické částice.
Částice různé velikosti a tvaru (sférické a tyčinky) z rozříznutého střeva pasoucího se na sliznicích, apendikulární Oikopleura dioica. (Keats Conley, CC BY) To je trochu jako výběr kousků na francouzské hranolky: Oba jsou z brambor a mají zhruba stejnou velikost, ale mají různé tvary. „Výběr“ mukotických pastevců je pasivní, ale má co do činění s tím, jak se různě tvarovaná kořistí orientuje v mořské vodě a zachycuje síť.
Grazery si mohou „vybrat“ kořist, ale kořist může být také schopna vyjádřit se k věci - buď pasivně nebo aktivně. Například některé bakterie mají povrchy podobné teflonu a nelepí se na sliznice, takže se téměř nikdy nekonzumují. To, jak všechny různé vlastnosti kořisti mohou ovlivnit pastvu, bylo až do nedávné doby podceňováno.
Chápal, ale ne nedůležité
Oceánografové se zajímají o to, jak se materiál pohybuje oceánem a jak by tento proces mohl být zprostředkován organismy. Hrušky na mukózní pletivo mohou být přehlíženým dílem cyklu.
Skutečnost, že nezachycují stejnou kořist, má důležité důsledky pro to, jak se uhlík pohybuje oceánem. Poté, co se krmí sliznice, zabalí nestrávené částice potravin do slizových fekálních pelet nebo jiného odlitého materiálu. Přebalením částic kořisti lepkavým hlenem se malá kořist soustředí do větších agregátů, díky čemuž se rychleji potopí. To nakonec přesune organický materiál do hlubin oceánu a potenciálně ho uloží po celá léta nebo dokonce po staletí. V hloubce je tento materiál nedostupný pro většinu mořských organismů, které žijí blízko povrchu.
„Salpatron“ umožňuje vědcům provádět studie výživy pod vodou. (Gitai Yahel / Ayelet Dadon-Pilosof (www.gitaiyahel.com), CC BY-ND) Až do posledního desetiletí nebo dvou vědci neměli technologické nástroje, aby mohli sledovat, co se děje s pastvinami ze sliznic v jejich rodném prostředí v příslušných malých měřítcích. Protože jsou tyto organismy docela křehké, nyní vědci v mé laboratoři a další používají potápění nebo roboty, aby je přímo pozorovali pod vodou. Tato pečlivá pozorná pozorování pomocí vysokorychlostních kamer a podvodních mikroskopů nebo provádění studií krmení v přírodním prostředí nám ukázala, jak vybírají určité částice a jiné odmítají.
Vysokorychlostní podvodní kamera (B. Gemmell, S. Colin, J. Costello, CC BY-ND) Další pokroky budou kombinovat podvodní metody s nedávným vývojem v zobrazování a genetickém sekvenování, aby objasnily roli podavačů sliznic při vytváření struktury mikrobiální komunity oceánu. Podvodní zobrazování umožňuje nerušené pozorování těchto křehkých tvorů. Vědci mohou sledovat, jak se jednotlivé částice chovají na mřížce a zda jsou nakonec zachyceny. Genetické sekvenování používané v rámci studií výživy pomáhá vědcům identifikovat a rozlišit skupiny malých mikrobů, které jsou pouhým okem často neviditelné.
Vědět, které částice jsou spotřebovány a které nám neříkají o dopadu, který mají hlenové pastviny na sítě oceánských potravin.
Změna oceánů, změna dopadu
Pečlivé stravování pasoucí se mukózními oky může mít hluboké důsledky pro biogeochemické cykly, zejména ve světle měnících se podmínek oceánu. Faktory prostředí, jako je teplota oceánu, dostupnost živin a typ a množství přítomné kořisti, ovlivňují, kdy a kde se objevují sliznice, jak dlouho se lepí a jaký mají dopad na potravinové sítě z oceánů.
Pyrosom rozkvétal v oregonském pobřeží v únoru 2018. Snímek byl pořízen v hloubce asi 60 m, kde byla vrstva pyrosomů, která se pravděpodobně aktivně živila malými částicemi. (K. Sutherland / H. Sorensen, CC BY-ND) Případová studie poskytuje tropičtější druhy pyrosomů spásajících sliznice (Pyrosoma atlanticum ). Typické v teplejších vodách až na sever od jižní Kalifornie zmást vědce i rybáře, když se v roce 2014 objevili u pobřeží Oregonu.
Nikdo neví, proč se pyrosomy objevily, ale teploty oceánů se ohřívaly přibližně ve stejnou dobu. Stejně jako ostatní pastviny ze sliznicových sítí umožňuje jemný pyrosomový filtr pasoucí se na menších částicích, které jsou spojeny s teplejší povrchovou vodou bohatou na živiny - kořist je příliš malá na to, aby ji mohla zachytit většina ostatních zvířat. Spolu s dalšími vědci na západním pobřeží moje laboratoř aktivně pracuje na tom, aby pochopila, proč se pyrosomy objevily, jak by mohly ovlivnit mořský ekosystém a jestli budou přetrvávat.
Grazery v oceánu jsou ze své podstaty náročnější na studium než na pevnině; stále se dozvíme více o tom, kdo jsou prostřednictvím toho, co jedí.
Tento článek byl původně publikován v The Conversation.
Kelly Sutherland, odborný asistent biologie, University of Oregon
