Ecologia marină Deriva secretă a meduzelor - spectrul științei

Ecologia marină: meduzele secrete în derivă

Jennifer Purcell stă pe puntea navei de cercetare Skookum și observă cu atenție cum brațul său trage o plasă de plancton lungă de trei metri din adâncurile Puget Sound lângă Olympia din statul Washington. De ce biologul marin este îmbrăcat în costum de ploaie în această zi însorită, la mijlocul lunii august, se explică atunci când încărcătura de meduze lunare (Aurelia aurita) este fluturată în direcția ei. Nămolul se scurge din plasa bombată și tentaculele lungi atârnă în jos ca într-un film de groază. Oamenii de știință de la Marine Center de la Western Washington University din Anacortes nu se supără. Purcell își înfășoară mânecile, ajunge în mijlocul pânzei mucoase cu ambele mâini și începe cu o experiență de numărare și măsurare a animalelor pe care doar 40 de ani de cercetare o pot oferi.

Puțini alți biologi marini își împărtășesc entuziasmul pentru animalul tâmpit. Motiv pentru care Purcell a trebuit întotdeauna să lupte pentru a-și finanța proiectele, încercând mereu să convingă alți oceanologi de importanța meduzelor - deseori în zadar. Unul dintre cele mai mari obstacole este natura animalelor, care sunt peste 95% apă și se rup în mod rapid în plasele de pescuit normale pentru animalele marine. Un alt lucru pe care mulți biologi îl văd în meduză este puțin mai mult decât o fundătură ecologică nesemnificativă: baloane umplute cu apă sărată care nu au practic substanțe nutritive de oferit prădătorilor - în afară de poate o mână de vânători specializați, cum ar fi broasca țestoasă (Dermochelys coriacea) care s-au adaptat la aceasta sunt să mănânce meduze în număr mare. "A fost într-adevăr foarte dificil să-i convingi pe cercetătorii în domeniul pescuitului de importanța meduzelor."

Dar asta pare să se schimbe încet. Astăzi sunt la bord doi biologi pești de la agenția americană NOAA (Administrația Națională Oceanică și Atmosferică); Interesul ei fusese până acum în stocurile bogate de somon din regiune. Cu câțiva ani în urmă, totuși, au descoperit că prada somonului, cum ar fi heringul și mirosul, se aflau în diferite zone ale strâmtorii decât meduzele. Acum vor să investigheze ce factori ecologici joacă un rol și cum influențează populația speciilor de pești interesanți din punct de vedere economic.

„Cu toții ne uităm prea mult la vârful lanțului alimentar” (Andrew Jeffs)

Dar, în primul rând, trebuie știut câte meduze există în zonă. Acest lucru ar trebui arătat prin combinarea mai multor metode. Pe de o parte, hidroavionul determină numărul și distribuția colecțiilor izolate de meduze, „smacks-urile”, așa cum cercetătorii numesc grămezile oscilante. Pe de altă parte, una dintre plasele de plancton a fost echipată cu o cameră subacvatică, care poate fi utilizată pentru a afla cât de jos sunt smackurile.

Correigh Greene este unul dintre oamenii de știință NOAA la bord. Dacă meduzele chiar au un impact asupra populațiilor de somon, spune el, „atunci trebuie să urmărim cumva”.

De la fiordurile norvegiene până la vastele spații deschise din Pacificul de Sud, biologii marini de pretutindeni folosesc cele mai noi metode pentru a afla mai multe despre rolul meduzelor în ecosistem. Forța motrice este preocuparea pentru sănătatea mărilor. Rapoartele mass-media despre invaziile de meduze din Asia, Europa și din alte părți au făcut ca mulți oameni să se teamă că bivolul ar putea chiar să preia controlul oceanelor. Dar chiar și ecologii marini experimentați pot fi convinși acum că meduzele nu sunt nicidecum la fel de irelevante pe cât se gândea de mult.

Baloane multiforme de apă sărată

„Cu toții ne uităm prea mult la vârful lanțului alimentar”, a declarat Andrew Jeffs, biolog marin la Universitatea din Auckland din Noua Zeelandă. „Dar lucrurile de aici, mizeria din găleți, este importantă pentru funcționarea lanțurilor alimentare și pentru întreaga noastră planetă în general.”

Animalele în cauză sunt descendenți ai uneia dintre primele forme de viață multicelulare de pe pământ. Cea mai veche fosilă de meduză datează de acum peste 550 de milioane de ani. Potrivit unor oameni de știință, ar fi putut exista chiar acum 700 de milioane de ani, cu mult înainte de primul pește.

Meduzele sunt și ele uimitor de diverse. Unele sunt mici filtratoare care vânează zooplanctonul cu care puține alte animale se pot hrăni. Alții sunt prădători uriași cu umbrele și tentacule de doi metri atât de lungi încât ar putea să se învârtă în jurul unui autobuz școlar - de trei ori. Meduzele aparțin cnidarienilor (Cnidaria) și au celule usturătoare, a căror otravă poate ucide chiar și oamenii la unele specii. Unii cercetători se referă la toate formele de corp moale și subțire ale oceanului drept meduze; alții preferă termenul de "zooplancton gelatinos", care face dreptate diversității incredibile a acestor animale, care poate fi atribuită mai multor filme din regnul animal. Unele specii sunt probabil mai aproape de oameni în arborele vieții decât alte meduze. Cu toate acestea, orice le numiți, clasificarea actuală se bazează în principal pe caracteristica lor comună proeminentă - și anume un fizic care se bazează în mare parte pe apă.

Aceasta înseamnă că acestea sunt adesea abia recunoscute. Mulți evită explorarea mai atentă datorită modului lor de viață îndepărtat în mare sau adânc sub zona inundată de lumină. Ei trăiesc adesea în grupuri care sunt îndepărtate și supuse unor fluctuații extreme de dimensiune. Acesta este ceea ce face atât de problematic determinarea numărului exact de animale. În plus, corpul ei este fragil și nu are componente solide. „Meduzele sunt greu de găsit în stomacul prădătorilor lor”, explică Purcell. „Se îndreaptă către o pulpă imediat după ingestie și sunt digerate foarte repede”.

Pentru majoritatea biologilor marini, este pur și simplu enervant atunci când o congregație de meduze le împiedică. Mama înfundă plasele colectoare.

„Nu le-am lăsat în urmă”, spune Jonathan Houghton de la Queen’s University Belfast din Irlanda de Nord. „Le-am evitat chiar în mod activ”.

Dar în ultimii 15 ani acest lucru a devenit din ce în ce mai dificil. Din 2003, în lunile de vară, au apărut în mod repetat înfloriri enorme de meduze de-a lungul coastei mediteraneene, ceea ce a dus la arsuri dureroase printre scăldători și autorități pentru a închide plajele. În 2007, o școală de meduze otrăvitoare a intrat într-o fermă de somoni din Irlanda de Nord, ucigând întregul stoc de 100.000 de pești. Și centralele nucleare au trebuit să fie închise temporar de mai multe ori, deoarece conductele lor de răcire au fost blocate de meduze.

Răscoala bivolului

Știri de acest gen i-au determinat în cele din urmă pe oamenii de știință să studieze mai atent creaturile. Biologul marin Luis Cardona de la Universidat de Barcelona examinase anterior broaște țestoase și lei de mare. Cu toate acestea, din 2006, el și-a dedicat o mare parte din lucrările sale meduzelor. Declanșatorul a fost apariția în masă a meduzei de foc Pelagia noctiluca în fiecare vară, care a amenințat că va deveni o problemă permanentă pentru oaspeții de pe plajă din Spania. El a fost deosebit de îngrijorat de speculațiile că meduzele vor deveni rampante, deoarece numărul inamicilor lor a fost mult redus prin pescuitul excesiv. „Din punct de vedere științific, nu părea să existe multă substanță în spatele ei”, spune el. „Dar populația și politica s-au orientat către această idee, așa că am vrut să o privesc mai atent”.

Cardona a folosit o nouă metodă de analiză cu izotopi stabili. Folosind amprenta chimică a carbonului și azotului în țesuturile animalelor, el a reușit să determine ce mâncaseră. Echipa sa a analizat 20 de specii de prădători și 13 potențiale pradă din Marea Mediterană și a obținut rezultate surprinzătoare. Conform măsurătorilor sale, dieta tonului roșu, a micului ton (Euthynnus alletteratus) și a speciei mediteraneene (Tetrapturus belone) constau în principal din meduze. La puii de ton roșu, proporția meduzelor din dietă a fost de până la 80 la sută. „Conform modelelor noastre, acestea sunt probabil prada principală pentru tonul roșu tânăr”, spune Cardona.

Cu toate acestea, unii colegi se îndoiesc de rezultate. „Sunt sigur că nu este adevărat”, spune Purcell. Înotătorii repezi "au nevoie de energie mai mare decât orice alt animal de acolo. Au nevoie de pește pentru hrană, cu siguranță ceva de bună calitate și bogat în calorii." Tehnica izotopilor stabili face dificilă sau imposibilă diferențierea între animalele de pradă cu un spectru similar de hrană, cum ar fi între meduze și krill, ambele consumând fitoplancton.

Dar Cardona se menține la rezultatele sale, nu în ultimul rând pentru că analizele conținutului stomacal al tonului au indicat în mod clar meduze și krill nu au fost deloc găsite. În plus, cercetările sale ar fi confirmate de alte date în care laboratorul său a folosit acizi grași ca dovezi. „În ecosistemul pelagic din vestul Mediteranei, meduzele joacă probabil un rol mult mai mare decât se credea inițial”.

Cercetătorii din alte părți au ajuns, de asemenea, la aceeași concluzie. În timpul unei expediții în Antarctica în 2010/2011, ecologul molecular Simon Jarman a colectat aproape 400 de probe de excrement de la pinguinii Adelie (Pygoscelis adeliae). Scopul a fost de a afla mai multe despre hrana acestui animal, care este probabil amenințat de schimbările climatice. În 2013, cercetătorul de la Divizia Antarctică Australiană din Kingston și-a publicat datele privind analiza ADN a probelor: Conform rezultatelor sale, meduzele sunt relativ des în meniul acestor pinguini. Până în prezent, datele nepublicate permit concluzii similare pentru alte păsări marine din oceanele sudice.

Meduze în stomac

„Albatrosii, pinguinii gentoo, pinguinii regi, pinguinii cu crestă și pinguinii rockhopper - toți mănâncă meduze mereu și iar”, explică Jarman. „Sigur, nu sunt cea mai bogată sursă de alimente în calorii, dar se găsesc peste tot în ocean, iar pentru mulți prădători de top contribuie la dietă”.

De asemenea, unele părți ale corpului unei meduze sunt mai hrănitoare decât altele. De exemplu, s-a observat cum peștii au mâncat doar gonadele meduzelor reproductive, adică au ales cu precizie cele mai energice părți ale țesutului animalelor.

Folosind analiza ADN-ului, oamenii de știință au aflat, de asemenea, cum meduzele acționează ca refugiu pentru alte viețuitoare din oceanul deschis. Se știe de mult că peștii mici, crustaceele și alte creaturi marine mici se atașează de meduze și pot fi astfel târâți prin apă. În ultimii ani s-a constatat că și ei se bucură de mijloacele lor de transport.

În adâncurile Pacificului de Sud și Oceanului Indian, Jeffs a examinat etapele juvenile aproape necunoscute ale homarului australian (Panulirus cygnus). Când a plecat într-o expediție la aproximativ 350 de kilometri de coasta Australiei de Vest pentru a colecta plancton în 2011, a prins și o salpă mare (vaginul Thetys), o tunică gelatinoasă în formă de butoi. Captura conținea, de asemenea, zeci de larve de homar, dintre care șase cercetători au găsit direct în salpen. După cum a arătat analiza ADN a interiorului lor, larvele și-au mâncat gazda.

Jeffs suspectează acum că crustaceele, care păstrează o industrie piscicolă în valoare de aproximativ două miliarde de dolari SUA pe an, depind în mare măsură de această relație. „Ceea ce face larvele atât de reușite în oceanul deschis”, explică el, „este că se pot atașa practic la o bucată mare de carne plutitoare, fie că este o salpă sau o meduză și pot trăi pe ea câteva săptămâni fără trebuind să adune chiar și cea mai mică cantitate de energie. "

Unde s-au dus?

Și în alte locuri, meduzele par să joace un rol în ecosistem, pe care cercetătorii îl recunosc din ce în ce mai important, de exemplu în transportul nutrienților între diferite zone din mare. Acest lucru a fost arătat de biooceanograful Andrew Sweetman de la Institutul Internațional de Cercetare din Stavanger, în Norvegia, când a investigat „căderile de jeleu”, fenomen care apare atunci când înflorirea meduzelor ajunge la un sfârșit brusc și un număr mare de meduze moarte se scufundă pe fundul mării.

Din noiembrie 2010, Sweetman a scăzut în mod regulat echipamentele camerei foto la o adâncime de 400 de metri pe podeaua Lurefjordului, în sud-vestul Norvegiei, pentru a observa soarta meduzelor, care apar din nou și din nou în număr mare. În altă parte, s-a raportat că, în astfel de cazuri, se formează meduze moarte, scad nivelul oxigenului și se dezvoltă condiții toxice. Dar Sweetman, spre surprinderea sa, nu a găsit aproape nici o meduză moartă în fundul Lurefjordului. „Asta nu avea niciun sens”, își amintește el.

Și-a dat seama ce s-a întâmplat acolo în 2012. Într-o altă călătorie de cercetare în fiord, a momit capcane cu meduze moarte și le-a coborât în adâncuri împreună cu camere video. A fost uimit când a văzut că cei care scotoceau au devorat meduzele în cel mai scurt timp. „Tocmai am presupus că nimic nu ar mânca meduzele”, spune el.

Înapoi pe uscat, Sweetman a calculat că meduzele moarte au crescut cantitatea de azot ajungând în partea de jos cu 160 la sută. Toată energia voastră s-a întors în rețeaua alimentară în loc să fie pierdută prin degradare, așa cum cercetările presupuseseră anterior. Sweetman a obținut acum rezultate foarte similare, dar de la adâncimi mai mari, cu ajutorul roboților de scufundare cu telecomandă din regiunile îndepărtate ale Oceanului Pacific. „Aceasta transformă vechea paradigmă conform căreia meduzele sunt un sac de capăt în rețeaua alimentară”, spune Sweetman.

Reacțiile la aceasta au fost destul de diferite. Biologul peștelui Richard Brodeur de la NOAA din Newport, Oregon, explică faptul că datele nu au schimbat faptul că viața marină cea mai importantă din punct de vedere comercial se hrănește în principal cu pești și crustacee mici, cum ar fi krilul. Dacă meduzele câștigă importanță oriunde, este prin rolul lor de prădător și de competitor alimentar, mai ales în cazul în care populațiile lor sunt scăpate de sub control. Într-unul dintre studiile sale în curs, el investighează conținutul stomacal al unor specii de somon importante din punct de vedere comercial, cum ar fi somonul de argint (Oncorhynchus kisutch) și somonul rege (Oncorhynchus tshawytscha). În zonele cu multe meduze, echipa lui Brodeur a găsit mai puțină hrană în stomacul peștilor decât în regiunile cu mai puține meduze. Un număr mare de meduze ar putea avea într-adevăr un efect negativ asupra peștilor importanți, explică el: „Dacă doriți stocuri bogate de pește, multe meduze probabil nu vă sunt atât de utile pentru dvs.”

Alți cercetători speră că noile descoperiri ar putea diminua demonizarea tot mai mare a meduzelor. Într-un capitol de carte din 2013, Houghton și cei trei co-autori ai săi au evidențiat pozitivele meduzelor, probabil ca răspuns la „felul necugetat în care oamenii discută despre înlăturarea meduzelor din ocean pe scară largă”. În cazul în care meduzele s-ar dovedi a fi la fel de importante în studiile viitoare, așa cum sugerează acum unele cercetări, atunci aspectul masiv al animalelor tâmpite ar trebui să fie mult mai important decât și-au imaginat cercetătorii.

Înapoi în Puget Sound, cercetătorul NOAA, Greene, se uită printr-o cameră care ar trebui să ajute la măsurarea „mirosurilor” meduzelor pe una dintre plasele de pescuit. Imaginea arată camera scufundându-se încet printr-o masă densă de bile albe cremoase. Numai de la o adâncime de aproximativ zece metri meduzele încep să se subțire. Greene se aventurează mai târziu o estimare aproximativă: „Două și jumătate până la trei milioane”, spune el. Și după o scurtă pauză: „Asta-i o mulțime de meduze”.

Va urma un calcul mai precis. Acum, toată nămolul trebuie pulverizat de pe puntea navei. Odată ce acest lucru este făcut, motoarele sunt pornite - următoarea grămadă de meduze așteaptă deja.