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."
