Acces rapid la știri

Paraziți: conducătorii recifului

Prin influențarea peștilor recifali, paraziții cunoscuți sub numele de gnathiide sunt „principalii jucători în ecologia recifelor”, scrie biologul marin Paul Sikkel

recifului

Pentru a înțelege cu adevărat recifele de corali, trebuie să le înțelegem paraziții.


19 noiembrie 2013

Pentru că „ea” dă naștere în fiecare a patra zi, știam că va genera astăzi. M-am rostogolit din pat la sunetul ceasului meu de încredere alarma Winnie the Pooh, m-am strecurat în costumul meu, mi-am luat lanterna subacvatică și m-am împiedicat în bucătăria de la Institutul de Cercetări Bellairs din Barbados pentru a-mi face cafeaua, mândră că sunt treaz chiar înainte cocoșii au anunțat debutul zorilor.

Am urmărit cu atenție ceasul, deoarece ora primei lumini se schimbă în fiecare zi și, dacă aș ajunge în apă chiar și cu o secundă târziu, mi-ar fi dor de ea.

O încercare de dimineață

Ca de obicei, sosirea mea pe plajă a coincis cu refluxul petrecerilor târzii de noapte pe plajă; zorii se petrec prea târziu pentru petreceri de noapte și prea devreme pentru majoritatea celorlalți - dar tocmai potrivit pentru ea și pentru mine. Am înotat de-a lungul recifului cu lanterna stinsă, bucurându-mă de vederea unor petreceri de plancton bioluminiscente de culoare verde strălucitor și de patrule de vânătoare de calamar și de veveriță.

Pentru că vizitasem această locație în timpul atâtea tranziții de la noapte la zori, am găsit-o cu ușurință acasă: o secțiune de recif de mărimea cercului de sărituri în mijlocul unui teren de baschet. Dar ea nu era vizibilă - probabil încă dormea ​​într-una din peșterile teritoriului ei.

Dar la câteva minute după sosirea mea, primul indiciu de răsărit a aruncat doar suficientă lumină pentru ca eu să-i disting forma în timp ce ea apărea. Chiar dacă locuința ei era acoperită cu generozitate cu alge delicioase de gazon, ea a sărit peste micul dejun și și-a făcut repede și cu grijă drumul de-a lungul recifului spre casa partenerului ei. Când a ajuns acolo, partenerul ei a întâmpinat-o cu o serie de scufundări și alte manevre. Apoi a început să-și depună ouăle pe un cuib pe care el i-l pregătise deja.

A apărut astfel o pereche de damelfish cu coadă galbenă. Tipic pentru damishish din Caraibe, această pereche a născut în zori. Și, la fel ca toți damishish, perechea a apărut pe teritoriul masculului.

Dilema unei fetițe

Pentru a genera pe teritoriul masculului, o femelă trebuie să părăsească propriul teritoriu. Dar, spre deosebire de o persoană, o femeie de sex feminin nu poate preveni invaziile în casă prin blocarea ușii în spatele ei sau bazându-se pe vecini pentru a o urmări acasă în absența ei.

Mai degrabă, în timp ce o femelă de sex feminin este plecată, teritoriul ei este complet nedefens și vulnerabil la invaziile altor pești, inclusiv vecinii, care ar putea să-l cerceteze pentru preluări și să-i fure mâncarea. Prin urmare, cu cât o femeie a dispărut mai mult, cu atât riscă mai mult să piardă „casa”.

Așadar, ar putea fi logic să presupunem că femeile damishish își vor reduce timpul de reproducere. Dar în Barbados, am observat contrariul: femeile damishish își întrerupeau frecvent activitățile de reproducere pentru a vizita stațiile de curățare din apropierea teritoriilor partenerilor lor.

O stație de curățare este o locație de recif care adăpostește organisme de curățare, cum ar fi gobii și creveți, care elimină alte organisme din corpurile peștilor. Peștii cunosc locațiile acestor stații și probabil le vizitează pentru a-și curăța corpurile de organisme care îi irită într-un fel, similar cu modul în care căpușele sau puricii irită oamenii.

O escală de depunere a icrelor la o stație de curățare prelungește absența unui damishish din propriul teritoriu și, prin urmare, crește vulnerabilitatea sa la invazii. Deci, cum, în lume, femeile damishish rezolvă această dilemă și își minimalizează riscul de a-și pierde teritoriile în timpul reproducerii?

D.L. Kramer de la Universitatea McGill și cu mine am răspuns în cele din urmă la această întrebare într-un articol din jurnal. (Nota editorului: Articolul discută practica femeilor de a se întoarce periodic la casele lor.) Cu toate acestea, așa cum se întâmplă adesea oamenilor de știință, în timp ce lucram la răspunsul la această întrebare, am descoperit noi întrebări care, provocându-mă, mi-au cerut răspunsuri.

De exemplu, pe lângă faptul că am indicat că femeile damishish vizitează stațiile de curățare dimineața, atunci când reproduc, observațiile mele despre damishish în Barbados au indicat, de asemenea, că vizitează stațiile de curățare (în apropierea propriilor teritorii) în timpul dimineților care nu reproduc. M-am întrebat ce anume îi obligă pe femeile damishish să petreacă atât de mult timp dimineața în stațiile de curățenie?

Pentru a răspunde la această întrebare, a trebuit să identific ce organisme sunt îndepărtate de la damishish în stațiile de curățare. Eforturile mele de a face acest lucru m-au condus la câțiva colegi generoși - printre care George Benz, Alexandra Grutter, Isabelle Côté și Nico Smit - care m-au introdus în lumea minunată a izopodelor gnathiide.

Paraziți: campioni biologici

Izopodele gnathiide sunt paraziți. Un parazit este un organism care trăiește pe sau în interiorul unui organism gazdă fără a-l ucide și este dependent de gazda sa pentru supraviețuire.

În ciuda conotației negative a cuvântului „parazit”, paraziții se bucură de cel mai de succes stil de viață din lume! De fapt, paraziții reprezintă majoritatea locuitorilor recifelor de corali, care sunt cele mai diverse ecosisteme din lume. Pentru a înțelege cu adevărat recifele de corali și modul în care acestea vor fi afectate de schimbările de mediu, trebuie să le înțelegem paraziții.

Gnathiidele sunt paraziți deosebit de neobișnuiți, deoarece se hrănesc numai sub formă de larve, iar singurul lucru pe care îl consumă larvele gnathiide este sângele. În mod uimitor, gnathiidele adulte nu se hrănesc deloc. Dar, în ceea ce privește cercetările mele, cel mai important lucru despre gnathiide este că acestea servesc drept aliment principal pentru peștii mai curați.

O relație cu trei căi

Din cauza dependenței peștilor mai curați de gnathiide, știam că trebuie să aflu mai multe despre gnathiide pentru a înțelege mai bine relația dintre peștii mai curați și damishish.

Am studiat gnathiidele plasând un grup de pești pe o secțiune a unui recif în hoteluri de pește (cuști) și măsurând încărcăturile lor de gnathiide la fiecare două ore pe un ciclu de 24 de ore. Rezultatele mele au arătat că peștii au transportat cele mai grele încărcături de gnathiide noaptea și în zori.

Aceste rezultate sugerează că atunci când se trezesc damishish dimineața, probabil că au încărcături relativ grele de gnathiide. Iritarea de dimineață cauzată de aceste încărcături îi conduce probabil pe damishishul infestat către stațiile de curățare, unde peștii mai curați - dornici să se bucure de mâncarea lor preferată - își reduc încărcăturile de gnathiide. Deci, pentru un damishish, o vizită de dimineață la un pește curățat se simte probabil ca un duș de dimineață.

Parazit inocent sau purtător de boală?

Aceste rezultate indică faptul că gnathiidele exercită o influență semnificativă asupra activităților zilnice ale peștilor recifali și, prin urmare, sunt actori majori în ecologia recifelor.

Dar gnathiidele sunt, de asemenea, potențial importante din alte motive. De exemplu, omologii lor terestre sunt căpușele și țânțarii, care transmit microorganisme care cauzează boala Lyme și malaria. La fel, gnathiidele din Australia, Africa de Sud și Europa par să transmită diferiți paraziți transmisibili de sânge.

Așadar, după ce am rezolvat misterul curățărilor de dimineață ale damselfishului și încă fascinat de gnathiid, am trecut la o nouă întrebare: Gnathiidele din Caraibe transmit boli? După cum vă puteți imagina, sute de cercetători studiază în prezent biologia căpușelor și țânțarilor, dar doar o mână studiază biologia gnathiidelor. Deci, răspunsul este ... WDK (nu știm).

Chiar dacă oceanele ocupă majoritatea planetei, oamenii de știință știu mult mai puțin despre factorii de mediu care cauzează transmiterea bolilor în oceane decât pe uscat. Pentru a ne spori cunoștințele despre acest subiect important, Fundația Națională pentru Științe (NSF) a susținut cu generozitate eforturile echipei mele de a înțelege legăturile dintre schimbările din mediile recifale din Caraibe și răspândirea paraziților transmisibili de sânge de către gnathiide.

O vânătoare de comori în Caraibe

Când eu și echipa mea de cercetare am început să studiem gnathiidele, am știut că gnathiidele din Caraibe infestă multe tipuri de pești. Dar nu am știut dacă toți sau chiar vreunul dintre peștii infestați cu gnathiide din Caraibe sunt infectați cu paraziți din sânge care provoacă boli. Dacă studiul nostru ar arăta că acești pești infectați cu gnathiide nu conțin paraziți din sânge, ar ajuta la exonerarea gnathiidelor ca agenți de răspândire a bolilor. Dar dacă, pe de altă parte, studiul nostru ar arăta că unii sau toți acești pești infestați cu gnathiide purtau paraziți din sânge, ar implica gnathiidii ca posibili răspânditori de boli.

Așadar, primul pas al studiului nostru a fost să stabilim dacă peștii infestați cu gnathiide din Caraibe poartă paraziți din sânge. Această parte a studiului a fost complicată de faptul că paraziții din sânge sunt notorii neuniformi. Adică, o locație poate fi echipată cu paraziți din sânge, în timp ce o altă locație poate fi complet sau aproape lipsită de paraziți din sânge.

Aceasta a însemnat că, pentru a acoperi toate bazele noastre, a trebuit să probăm pești din mai multe locații. Eram la o vânătoare de comori în Caraibe! În concluzie, am colectat peste 1.500 de pești din specii variate din cinci insule din Caraibe.

Deoarece paraziții în care am căutat locuiesc ... ați ghicit ... sânge, a trebuit să anesteziați fiecare pește (fără a-l ucide), să extragem puțin sânge din el și apoi să conservăm sângele colectat pe o lamă. Am trimis apoi probele noastre către colaboratorii mei, Nico Smit în Africa de Sud și Angela Davies în Marea Britanie - ambii având ani de experiență în căutarea paraziților din sânge la pești, o sarcină complicată.

Luând-o în stradă

Colegii mei muncitori au examinat sute de diapozitive de sânge de pești din Caraibe fără a detecta paraziți ai sângelui. M-am întrebat dacă am prelevat specii greșite de pești sau am găsit site-uri greșite.

Eram pe punctul de a pleca pentru o sesiune de Sea and Learn în Saba - o insulă curată din Caraibe. În calitate de om de știință, apreciez importanța împărtășirii științei și cercetării cu non-oamenii de știință, așa că contribuie la programul Sea and Learn, care aduce în mod regulat oameni de știință pe insulă pentru a prezenta prezentări comunității, pentru a desfășura ateliere de lucru cu studenții K-12 locali. și implică non-oamenii de știință în cercetare.

Chiar înainte de plecarea mea, am primit un e-mail de schimbare a jocului de la Nico. E-mailul lui Nico spunea că - Ura! - unul dintre diapozitivele noastre a fost testat pozitiv pentru paraziți din sânge. Deci, cine au fost norocoșii infectați? Ai ghicit ... damishish. De asemenea, în e-mailul lui Nico erau incluse fotografii pe care le puteam împărtăși cu Sea și Learn. Stoked!

Știința vă poate duce într-o plimbare sălbatică cu roller coaster, cu surprize palpitante și incertitudine în aproape fiecare cotitură.

Vânătoarea de comori continuă

De la Saba, l-am pus la coadă până la St. Maarten, care are o populație deosebit de mare de damishish. În prezent sunt președintele unui excelent St. Organizația de mediu din Maarten, numită Protecția mediului în Caraibe, care a ajutat să lucrez cu Tadzio Bervoets din St. Fundația Maarten Nature pentru a colecta probe de sânge de la damishish.

Eu și echipa mea de cercetare încă colectăm și analizăm probe de sânge de la damishish din mai multe insule din Caraibe pentru a:

  • Determinați dacă damishishul infectat cu paraziți își obține paraziții de la gnathiide;
  • Identificați efectele infecțiilor paraziților din sânge asupra peștilor;
  • Determinați prevalența paraziților din sânge în rândul damishishului din Caraibe.

Ultimele noastre rezultate dezvăluie că damselfish de la St. Maarten și Saba sunt infectați cu paraziți din sânge. Sperăm că prelevarea de probe suplimentare ne va ajuta să stabilim cine răspândește acești paraziți.

În plus, echipa mea de cercetare și cu mine colectăm și analizăm probe de sânge de la diferite tipuri de pești din Caraibe, pe lângă damselfish. Procedând astfel, am descoperit multe specii noi de paraziți ai sângelui care nu au fost încă descriși și denumiți științific. Mai mult grund pentru cercetări viitoare!

Mai multe articole LiveScience despre cercetările lui Paul Sikkel sunt postate aici și aici. Site-ul său este aici.

Nota editorului: Acest articol din spatele scenei a fost furnizat pentru prima dată LiveScience în parteneriat cu NSF.

-- Paul Sikkel, profesor asistent de ecologie marină la Universitatea de Stat din Arkansas

Un izopod verde gnathiid colectat dintr-un pește de la Marea Barieră de Corali Lizard Island.
Credit și versiune mai mare

Biologul marin Paul Sikkel discută rolul important al paraziților în ecosistemele recifelor de corali.
Credit și versiune mai mare

Anchetatorii
 Paul Sikkel
Angela Davies
Nicholas Smith

Instituții/organizații conexe
 Campusul principal al Universității de Stat din Arkansas

Locații
 Arkansas
Barbados

Subvenții totale
 299.120 USD

Un izopod verde gnathiid colectat de la un pește de la Marea Barieră de Corali Lizard Island.
Credit și versiune mai mare

Biologul marin Paul Sikkel discută rolul important al paraziților în ecosistemele recifelor de corali.
Credit și versiune mai mare