Setiap musim bunga, udang muda di Laut Mediterranean berubah dari lelaki ke perempuan-tahap penting dalam pembangunan reproduktif mereka. Perubahan ini berlaku kerana terdapat banyak jenis microalgae tertentu yang kadang-kadang udang berwarna hijau neon bergantung kepada kelangsungan hidup spesies mereka. Walau bagaimanapun, apabila pengasidan laut dipergiatkan, ia boleh mengubah solek kimia mikroalgae, yang berpotensi menindih kemajuan pembiakan udang dan mengancam kewujudan mereka, penyelidik melaporkan minggu ini dalam PLOS ONE .
Udang, Hippolyte inermis Leach, makan pada jenis tertentu mikroalgae yang dipanggil Cocconeis scutellum parva, yang berkembang di padang rumput laut di Laut Mediterranean, termasuk lubang-lubang yang diasamkan di Teluk Naples. Makan mikroalgae mengawal kitaran pembiakan udang.
Para saintis telah tertarik dengan perkembangan seksual udang kecil yang ganjil ini selama bertahun-tahun. Walaupun Hippolyte inermis dianggap sebagai hermaphrodite seperti banyak krustasea lain, ia adalah luar biasa kerana ia peralihan dengan cepat dari lelaki ke perempuan tanpa pernah melalui peringkat pertengahan dengan sifat kedua-duanya. Sistem pembalikan seks ini mempunyai dua musim pembiakan yang berbeza. Semasa musim gugur apabila mikroalga Cocconeis jarang didapati, kebanyakan udang yang baru lahir dilahirkan lelaki. Selepas musim bunga, gonad lelaki mereka berusia dan jatuh dalam satu molt dan ovari berkembang.
Tetapi udang yang lebih muda yang dilahirkan pada musim bunga apabila mikroalga yang banyak dapat berkembang segera ke dalam wanita dengan melalui pembalikan seks yang lebih cepat. Kajian terdahulu menunjukkan Cocconeis bertanggungjawab untuk perubahan pantas ini. Dengan melepaskan sebatian yang tidak diketahui semasa dimakan, Cocconeis membunuh sel-sel di kelenjar seks lelaki udang, menyebabkan ia beralih ke peringkat awal. Suis musim semi ini membantu mengembalikan keseimbangan selepas populasi memukul pada musim sejuk apabila pemangsa, seperti ikan jepit hitam, memakan udang.
Penulis utama kajian Mirko Mutalipassi, ahli bioteknologi marin di Stazione Zoologica Anton Dohrn di Naples, menekankan bahawa ketergantungan udang pada mikroalga sangat kuat sehingga pertumbuhan populasi mereka menyegerakkan dengan mekar mikroalga.
"Ia sangat penting untuk udang ini, " kata Mutalipassi. "Ini adalah faktor penstabilan bagi penduduk semulajadi mereka, kerana ia membolehkan udang mampu menghasilkan banyak telur dan mengelakkan dihilangkan kerana predasi."
Kehadiran hubungan tumbuhan-haiwan yang kuat dalam keadaan berasid diilhami Mutalipassi untuk menggunakannya sebagai alat untuk mengkaji bagaimana peningkatan pengasaman laut akan memberi kesan kepada ekosistem ini. "Saya sangat terpesona dengan ko-evolusi, baik dari sudut pandang fisiologi dan sudut pandang molekul, " katanya. "Ini cara yang sangat menarik untuk melihat bagaimana dua organisma berinteraksi antara satu sama lain. Ia juga merupakan model yang baik untuk mengkaji kesan perubahan global terhadap mikroalga dan invertebrata. "
Mutalipassi dan pengarangnya Valerio Zupo dan Valerio Mazzella, kedua-dua penyelidik di Stazione Zoologica, menggunakan populasi udang sebagai penyelidik untuk melihat apa yang berlaku dengan komposisi kimia mikroalgae ketika lautan menjadi lebih berasid. Pasukan penyelidikan tumbuh Cocconeis pada dua tahap keasaman yang berbeza: satu pada keadaan sekarang, dan satu berdasarkan kenaikan ramalan keasaman laut sepanjang abad yang akan datang apabila tahap karbon dioksida meningkat. Selepas itu, mereka memberi makan udang yang baru lahir dari dua kumpulan mikroalga dan memerhatikan sama ada mereka mempunyai bilangan wanita yang berbeza, yang akan menunjukkan perubahan dalam senyawa mikroalga yang mendorong perkembangan udang.
Keputusan pasukan itu mengejutkan. Tidak seperti beberapa mikroalga lain yang gagal berkembang maju di bawah paras CO2 yang tinggi, Cocconeis berkembang, berkembang empat kali lebih banyak sel dalam keadaan yang berasid. Peningkatan pertumbuhan ini menyedarkan bahawa mikroalga boleh mempunyai kelebihan daya saing dalam lautan yang dihidu pada masa depan.
Sebaliknya, udang yang diberi makan mikroalga yang tumbuh di tahap pengasidan air yang lebih tinggi berakhir dengan kira-kira separuh daripada banyak wanita sebagai udang yang diberi makan mikroalgae biasa. Perbezaan drastik sedemikian menunjukkan bahawa sebatian kimia yang memusnahkan kelenjar seks lelaki udang boleh diubah oleh keadaan berasid, menghasilkan wanita yang lebih sedikit. Dengan kata lain, Cocconeis hidup subur, tetapi udang itu menderita.
"Kerja ini adalah contoh yang baik para penyelidik yang menolak beberapa soalan asas tentang survival dan pertumbuhan organisma tunggal untuk meneliti hubungan antara spesies, " ahli biologi laut Kaitlyn Lowder dari Institut Oseanografi Scripps di University of California San Diego dalam e-mel. "Untuk lebih memahami apa ekosistem marin kita akan kelihatan seperti di masa depan, adalah sangat penting untuk melihat interaksi di antara tahap trofi, yang boleh sukar dilakukan dalam suasana makmal."
Seolah-olah perubahan halus seperti ini yang boleh mencetuskan kesan domino dalam ekosistem adalah lambang kesan perubahan iklim. Sebagai pengasidan laut terus mengganggu keadaan air laut, penyelidik bergegas untuk mengetahui bagaimana perubahan sedemikian mungkin mempengaruhi walaupun bentuk hidup yang paling kecil di planet kita.
Lowder, yang tidak terlibat dalam kajian ini, berpendapat bahawa mengkaji perubahan kepada tingkah laku organisma adalah penting untuk mendapatkan kesedaran tentang perubahan persekitaran. "Hanya dengan mengejar soalan-soalan ini mengenai peralihan udang seksual ... bahawa kita ahli sains boleh mendapatkan idea yang lebih baik tentang apa yang kita mungkin kelihatan di lautan masa depan, " katanya. "Dan, pentingnya, [kita boleh] mempunyai lebih banyak cerita mengenai potensi kesan pengasidan laut untuk meningkatkan kebimbangan orang ramai tentang perubahan yang berterusan ini ke lautan kita."
Mutalipassi memegang pandangan yang sama, dengan alasan bahawa sebatian kimia itu benar-benar "infokimia" bagi alam sekitar - versi air dalam kanari dalam lombong arang batu.
"Kini kita tahu bahawa pengasidan laut dapat mengganggu hubungan ekologi yang telah berkembang selama sejuta tahun, " kata Mutalipassi. "Ini bermakna bahawa kita mempunyai akibat yang tidak menentu dengan perubahan yang kita lakukan kepada dunia kita."
Beliau juga menyatakan bahawa hubungan mikroalga-udang hanya salah satu daripada banyak yang boleh dipengaruhi. "Kesan pengasidan laut lebih besar daripada apa yang kita lihat dalam kajian ini, " katanya. "Kami hanya melihat sekeping teka-teki kecil."
