Semua haiwan mesti makan untuk hidup. Sekiranya anda pernah mendengar perkataan "grazer" sebelum ini, anda boleh mengingati haiwan ternakan yang biasa, seperti lembu atau kambing yang mengunyah pastureland. Tetapi lautan mempunyai grazers sendiri, dengan sangat berbeza - walaupun bentuk yang aneh - badan dan teknik pemakanan. Daripada gigi, satu kumpulan invertebrata ini menggunakan helaian lendir untuk mengambil sejumlah kecil zarah-zarah seperti kecil. Dalam kertas baru kami, rakan sekerja saya dan saya mencadangkan pengkategorian baru untuk kumpulan yang terabaikan ini: "grazer mesh mucous, " sebagai pengiktirafan mengenai strategi pemakanan mereka yang luar biasa.
Tidak seperti lendir di hidung kita, yang kelihatan amorfus dan berbunga, lembaran lendir dari grazers lautan ini boleh disusun menjadi jala dan jala yang berhias. Lembaran lendir ini boleh berfungsi seperti penapis untuk menjejaskan makanan sekecil bakteria. Para grazers sendiri adalah raksasa dalam perbandingan: sehingga 10, 000 kali lebih besar daripada makanan mereka. Jika orang makan makanan yang kecil, anda akan memilih garam dan biji gula dari pinggan makan malam anda.
Ahli biologi marin seperti saya yang biasa berfikir bahawa ragut mukus adalah strategi pemakanan "menangkap semua" - idea orang-orang ini hanya akan mengejar apa-apa lembaran lendir mereka yang ditangkap. Tetapi kemajuan teknologi baru-baru ini membantu kita memahami bahawa grazers lendir boleh pemakan cerewet. Dan apa yang mereka makan - atau tidak - mempengaruhi web makanan laut.
Selaput menapis hiasan (dikuatkan 1, 000 kali dan berwarna hijau terang dalam imej ini) menangkap zarah-zarah yang jauh lebih kecil daripada mereka sendiri. (Kelly Sutherland, CC BY) Bagaimanakah kerja ragut mukus berfungsi?
Grazers mucous-mesh termasuk salps, pyrosomes, doliolids, pteropods dan appendicularians. Mereka biasanya sentimeter panjang, kira-kira menjangkau saiz kuku anda dengan saiz tangan anda. Sesetengah jajahan bentuk terdiri daripada banyak individu dalam rantai panjang yang boleh lebih lama. Makhluk-makhluk ini adalah besar dan berair berbanding dengan rakan-rakan planktonik yang bertubuh keras. Jika anda melangkah ke satu, ia akan melesap, bukan kerumitan. Sebahagian besar badan air membolehkan mereka bertambah besar dengan cepat.
Grazer-mesh grazers adalah percuma terapung dan sesuai untuk lautan terbuka. Mereka hidup jauh dari pantai, di mana makanannya jarang dan sering kecil. Lubang-lubang kecil dan serat meshes lendir mereka membolehkan mereka menangkap zarah-zarah mikroskopik, yang kemudiannya ditelan, kadang-kadang bersama dengan lendir.
Tidak seperti labah-labah yang berputar di tempat makan mereka, grazers ini mempunyai organ khusus, yang disebut endostyle, yang merembeskan jaringan lendir mereka. Bergantung pada grazer, mesh lendir boleh terletak sama ada di dalam atau di luar badan. Satu kumpulan, sebagai contoh, merembeskan gelembung lendir yang cukup besar untuk haiwan itu tinggal di dalam seperti sebuah rumah. Satu lagi kumpulan, dijuluki rama-rama laut, mengeluarkan lendir lendir yang melekat pada kaki berbentuk sayap mereka. Rangkaian mukus ini berkisar dari satu inci hingga lebih dari 6 kaki.
Lokasi mesh lendir untuk kumpulan yang berbeza dari grazers. Mesh mesh diwarnai mengikut cara penggerak memacu melalui atau melintasi jaringan. 'MW' menunjukkan web rama-rama dari rama-rama laut, atau pteropod thecosome. (Caitlyn Webster / www.bywebbie.com, CC BY) Secara saintifiknya, saintis menganggap grazers-mesh grazers makan apa-apa yang melalui penapis lendir - sama dengan penapis di longkang sinki dapur menangkap segala-galanya dari saiz tertentu yang mengalir masuk. Kajian terbaru oleh makmal saya dan lain-lain mencabar ini andaian dan menunjukkan bahawa makanan mereka mungkin sangat selektif. Lendir mungkin menangkap zarah makanan tertentu dengan sempurna, sambil menolak zarah-zarah lain berdasarkan saiz, bentuk atau sifat permukaannya.
Sebagai contoh, apabila dipersembahkan dengan campuran zarah-zarah makanan berbentuk batang dan sfera - berbentuk berbeza tetapi sebaliknya sama dalam saiz - satu spesies grazer mesh mukus secara sengaja menelan zarah sfera.
Zarah saiz dan bentuk yang berlainan (sfera dan rod) dari usus yang dibedah dari grazer mesh mukus, apendiks Oikopleura dioica. (Keats Conley, CC BY) Itulah seperti memilih tayar tots di atas kentang goreng: Mereka kedua-duanya terbuat dari kentang dan kira-kira saiz yang sama tetapi mereka mempunyai bentuk yang berbeza. Pilihan makanan "grazers" yang pasif adalah pasif, walaupun, ada kaitannya dengan cara membentuk habitat yang berlainan di air laut dan memintas jaringan.
Grazers boleh "memilih" mangsa, tetapi mangsa mungkin juga dapat mengatakan sesuatu dalam perkara ini - secara pasif atau aktif. Sebagai contoh, sesetengah bakteria mempunyai permukaan seperti Teflon dan tidak melekat pada selaput lendir, jadi ia hampir tidak pernah dimakan. Bagaimana semua sifat mangsa yang berlainan mungkin mempengaruhi ragaman telah kurang dihargai sehingga baru-baru ini.
Dikenali tetapi tidak penting
Ahli lautan berminat dengan cara bergerak ke lautan dan cara prosesnya dapat dimediasi oleh organisma. Grazers mesh mukus mungkin sekeping kitaran yang tidak diingini.
Hakikat bahawa mereka tidak menangkap semua mangsa pun sama-sama mempunyai akibat penting bagaimana karbon bergerak melalui lautan. Selepas beri gebu, mereka membungkus zarah makanan yang tidak dicerna ke dalam pelet fecal yang terikat dengan mukus atau bahan castoff yang lain. Pembungkusan semula zarah-zarah mangsa dengan lendir melekit menumpukan mangsa kecil ke dalam agregat yang lebih besar, yang menyebabkan mereka tenggelam lebih cepat. Ini akhirnya bergerak bahan organik ke kedalaman lautan, yang berpotensi menyimpannya selama bertahun-tahun atau bahkan berabad-abad. Di kedalaman, bahan ini tidak tersedia kepada kebanyakan organisma laut yang hidup berhampiran dengan permukaan.
The 'salpatron' membolehkan para penyelidik melakukan kajian makanan di bawah air. (Gitai Yahel / Ayelet Dadon-Pilosof (www.gitaiyahel.com), CC BY-ND) Sehingga satu atau dua dekad yang lalu, para saintis tidak mempunyai alat teknologi untuk melihat apa yang berlaku dengan grazer-mukosa di habitat asli mereka di skala kecil yang sesuai. Kerana organisme ini agak rapuh, sekarang penyelidik di makmal saya dan lain-lain menggunakan scuba diving atau robot untuk terus memerhati mereka di bawah air. Pemerhatian yang teliti dan teliti menggunakan kamera berkelajuan tinggi dan mikroskop bawah air atau melakukan kajian makan di persekitaran semulajadi telah menunjukkan kepada kita bagaimana mereka memilih zarah tertentu dan menolak orang lain.
Kamera bawah air berkelajuan tinggi (B. Gemmell, S. Colin, J. Costello, CC BY-ND) Kemajuan lebih lanjut akan menggabungkan kaedah bawah air dengan perkembangan baru dalam pengimejan dan penjujukan genetik untuk memberi penerangan tentang peranan penghalus lendir-lendir dalam membentuk struktur komuniti mikrob laut. Pengimejan bawah air membolehkan pemerhatian yang tidak terganggu terhadap makhluk rapuh ini. Penyelidik dapat melihat bagaimana zarah-zarah individu bertindak di atas jejaring dan sama ada mereka akhirnya ditangkap. Jujukan genetik yang digunakan dalam konteks kajian makan membantu para saintis mengenal pasti dan membezakan kumpulan mikrob kecil yang sering terlihat oleh mata kasar.
Mengetahui partikel-partikel mana yang dimakan dan yang tidak memberitahu kita tentang kesan bahawa grazers lendir mempunyai web makanan laut.
Menukar lautan, mengubah kesan
Picky makan oleh grazers mesh mukosa mungkin mempunyai implikasi yang mendalam untuk kitaran biogeokimia, terutamanya dalam keadaan peralihan yang berubah-ubah. Faktor alam sekitar seperti suhu lautan, ketersediaan nutrien dan jenis dan jumlah mangsa kini mempengaruhi ketika dan di mana para penggemar mukus muncul, berapa lama mereka melekat dan kesannya ke atas web makanan laut.
Pyrosome mekar di pantai Oregon pada bulan Februari 2018. Imej diambil kira-kira 60 m kedalaman di mana terdapat lapisan pyrosom, mungkin aktif memakan zarah-zarah kecil. (K. Sutherland / H. Sorensen, CC BY-ND) Spesies tropika yang lebih tinggi daripada pyrosomes ( Pyrosoma atlanticum ) menyediakan kajian kes. Biasa di perairan panas sejauh utara California Selatan, mereka memalukan saintis dan nelayan sama ada apabila mereka muncul di pantai Oregon pada tahun 2014.
Tiada siapa yang tahu kenapa pyrosom itu muncul, tetapi suhu laut memanas pada masa yang sama. Seperti grazers mesh mukus yang lain, penapis pyrosome halus membolehkan mereka merapikan zarah-zarah yang lebih kecil yang dikaitkan dengan air permukaan yang kaya dengan lebih hangat dan gizi - mangsa terlalu kecil untuk kebanyakan haiwan lain untuk ditangkap. Bersama penyelidik lain di sepanjang Pantai Barat, makmal saya sedang giat bekerja untuk memahami mengapa pyrosom muncul, bagaimana ia boleh menjejaskan ekosistem laut, dan jika ia akan berterusan.
Grazers di lautan sememangnya lebih mencabar untuk belajar daripada orang-orang daripada di darat; kita terus belajar tentang siapa mereka melalui apa yang mereka makan.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation.
Kelly Sutherland, Penolong Profesor Biologi, University of Oregon
