A medúzavirágzás a táplálékenergiát a halaktól a baktériumokhoz irányítja

A medúzavirágzás a táplálékenergiát a halaktól a baktériumokhoz irányítja
A medúzavirágzás a táplálékenergiát a halaktól a baktériumokhoz irányítja
Anonim

A Virginia Institute of Marine Science (VIMS) kutatóinak új tanulmánya azt mutatja, hogy a medúza több, mint kellemetlenség a fürdőzőknek és a csónakázóknak, drasztikusan megváltoztatja a tengeri táplálékhálózatot azáltal, hogy a táplálékenergiát a halaktól a baktériumok felé tereli.

A medúzavirágzás méretének és gyakoriságának látszólagos növekedése a tengerparti és torkolati vizekben világszerte az elmúlt néhány évtizedben azt jelenti, hogy a zselék tengeri táplálékhálókra gyakorolt ​​hatása a jövőben valószínűleg növekedni fog.

A vizsgálat eredményei, amelyet nemrégiben a VIMS Ph.D. vezetett. Rob Condon – jelenleg az alabamai Dauphin Island Sea Lab (DISL) oktatója – megjelenik a Proceedings of the National Academy of Sciences legújabb számában.Társszerzői: Deborah Steinberg és Deborah Bronk VIMS professzorok, Paul del Giorgio, a Montréal-i Université du Québec, Thierry Bouvier, a Montpellier Egyetem munkatársa Franciaországban, Monty Graham a DISL-től és Hugh Ducklow, a Woods Hole-i Tengerbiológiai Laboratórium munkatársa, Massachusetts..

Condon helyszíni vizsgálatait a York-folyó, a Chesapeake-öböl alsó részének mellékfolyója medúzavirágzásaival végezte. A csapat kísérleti munkája a VIMS laboratóriumaiban, valamint Kanadában és Franciaországban zajlott. A kutatók az élelmiszerenergia áramlását követték nyomon a laboratóriumban úgy, hogy megmérték a medúzák és baktériumok által felvett és kibocsátott szén mennyiségét zárt tartályokban a különböző hosszúságú "inkubációs" kísérletek során. A szén az élő rendszerek energiacseréjének „pénzneme”.

"A medúzák falánk ragadozók" - mondja Condon. Hatással vannak a táplálékhálóra azáltal, hogy befogják a planktont, amelyet egyébként a halak megennének, és ezt a táplálékenergiát kocsonyás biomasszává alakítják.Ez korlátozza az energia átvitelét a táplálékláncban felfelé, mivel a medúzákat más ragadozók nem fogyasztják könnyen."

Medúza és tengeri baktériumok

A medúzák a baktériumközösségre gyakorolt ​​hatásuk révén a táplálékenergiát is elzárják a halaktól és a kagylóktól, amelyeket az emberek szívesen fogyasztanak. "A tengeri baktériumok általában kulcsszerepet játszanak a szén, a nitrogén, a foszfor és a szerves bomlás egyéb melléktermékeinek újrahasznosításában a táplálékhálózatba" - mondja Condon. "Tanulmányunkban azonban azt találtuk, hogy amikor a baktériumok elfogyasztották a medúzából származó oldott szerves anyagokat, a növekedés helyett a légzés felé söntölik azt."

A zselés szénsönt eredménye az, hogy a zselével teli vizekben a baktériumok végül a szenet szén-dioxiddá alakítják vissza, ahelyett, hogy nagyobb növekedésre vagy szaporodásra használnák fel. Ez azt jelenti, hogy a szén elvész, mint a szerves energia közvetlen forrása a táplálékhálózaton történő átvitelhez.

A kutatók úgy gondolják, hogy a bakteriális légzés irányába való elmozdulás azért történik, mert a medúzák olyan szerves anyagokat termelnek, amelyek rendkívül gazdagok szénben.Ezt a kiválasztás és a nyálka eltávolítása révén teszik. „A nyálka az a nyálka, amelyet akkor érez, amikor felvesz egy zselét” – mondja Steinberg.

A Condon kísérletei során a medúza nagy mennyiségű szénben gazdag szerves anyagot bocsátott ki – 25-30-szor több szénnel, mint nitrogénnel. Ez a tipikus tengeri vizekben oldott szerves anyag 6 rész szén és 1 rész nitrogén arányához képest.

"A baktériumok két-hatszor gyorsabban metabolizálták ezt a szénben gazdag anyagot, mint a vízből oldott szerves anyagokkal medúza nélkül" - mondja Condon. "Ez a gyors anyagcsere a szenet a légzés, nem pedig a termelés felé söntöli, ami 10-15%-kal csökkentette az anyag asszimilációs képességét."

Steinberg azt mondja, hogy a medúzából származó oldott szerves anyagok bakteriális anyagcseréje olyan, mintha „Gatorade-t innánk”, míg a fitoplanktonból és más forrásokból származó oldott szerves anyagok metabolizmusa olyan, mintha „hamburgert ennénk meg”." "Egyszerűen nem biztosít hatékony táplálékforrást a tengeri baktériumok számára" - mondja.

A mikrobiális közösség

A csapat kutatásának utolsó jelentős megállapítása, hogy a medúzavirágzásból származó oldott szerves anyagok beáramlása megváltoztatja a helyi mikrobaközösség összetételét. "A medúzából származó oldott szerves anyagok elősegítették bizonyos baktériumcsoportok gyors növekedését és dominanciáját, amelyek egyébként ritkák voltak a York folyóban" - mondja Condon. "Ez azt jelenti, hogy a zselé-DOM a helyi mikrobaegyüttes egy kis komponensén keresztül áramlott, és így nagy változásokat idézett elő a közösség összetételében."

Összességében, mondja Condon, a csapat eredményei "a medúzavirágzással összefüggő mikrobiális szerkezet és funkció jelentős változásait, valamint a baktériumok felé és a magasabb trofikus szintektől való távolodásra utalnak."

Hozzáteszi, hogy számos tényező, köztük az éghajlatváltozás, a halak túlzott betakarítása, a műtrágya lefolyása és az élőhelyek módosítása segítheti elő a medúzavirágzást a jövőben."Valóban" - mondja - "ezt már láttuk a Chesapeake-öbölben. Ha ezek a rajok továbbra is megjelennek, jelentős biogeokémiai hatást tapasztalhatunk ökoszisztémánkra."

„Ha egyszerűen tudjuk, hogy a fitoplankton, zooplankton, mikrobák vagy más trofikus szintek miként dolgozzák fel a szenet térben és időben, akkor megbecsülhetjük, hogy mennyi szénenergia áll rendelkezésre a halak fogyasztására” – mondta. "Minél többet tudunk, annál jobban tudjuk kezelni az ökoszisztéma erőforrásait."

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva
Olvass tovább

Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva

Amikor megfullad a csípős cigarettafüsttől, úgy érzi, mintha felégne egy falat wasabi-csipkés sushitól, vagy sírna, miközben nyers hagymát és fokhagymát vág, válaszát egy eredeti kémiai érzékelő váltja ki mintegy 500 millió éves állatfejlődés – számoltak be a Brandeis Egyetem tudósai a Nature március 18-i tanulmányában.

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet
Olvass tovább

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet

A gombák jelentős potenciállal rendelkeznek a „horizontális” génátvitelben, egy új tanulmány kimutatta, hasonlóan azokhoz a mechanizmusokhoz, amelyek lehetővé teszik a baktériumok ilyen gyors fejlődését, rezisztenssé válnak az antibiotikumokkal szemben, és más súlyos problémákat okoznak.

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint
Olvass tovább

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint

A hím csőhalak és csikóhal-unokatestvéreik az egyetlen hím, amely ténylegesen vemhes lesz és megszül, de a pipahalak valószínűleg soha nem nyerik el az Év Atyja díjat – az utódokhoz való hozzáállásuk a teljes szeretettől a teljes elhanyagolásig terjedhet, a Texas A&M Egyetem kutatóinak új eredményei szerint.