naukowcy używają niezwykłych żołądków lancetowatych, które zawierają ledwo trawione produkty spożywcze, aby dowiedzieć się więcej o stworzeniach, które tworzą środek morskiej sieci pokarmowej i o wszechobecności tworzyw sztucznych w Oceanie. Teledysk wyprodukowany przez Josepha Benningtona-Castro.
z szerokim pyskiem wypełnionym zębami przypominającymi sztylet, kolczastą płetwą żaglową przypominającą niektóre dinozaury i długim, smukłym ciałem sięgającym 2 metrów (6,6 stopy), lancetowata ryba nie wygląda jak stworzenie, z którym ktokolwiek chciałby się splątać. Jednak rybacy czasami łowią więcej lancetowatych niż opastuna czy miecznika, na które polują.
na powierzchni te prehistorycznie wyglądające ryby nie mają zbyt dużej wartości. Nie są zbyt smaczne, a ich galaretowaty miąższ nie nadaje się do lokalnej kuchni. A ich preferowane siedlisko-ciemne głębiny oceanu – i potencjalna wielkość wykluczają je z akwariów. W związku z tym rybacy zazwyczaj nie trzymają ryb lancetowatych, które złowią.
jednak naukowcy z NOAA Pacific Islands Fisheries Science Center (PIFSC), wraz ze współpracownikami z Monterey Bay Aquarium Research Institute, Stanford University, University of Hawai’i i NOAA Pacific Islands Regional Office (PIRO), odkryli Specjalny cel dla pozornie bezwartościowego połowu lancetowatych: jako unikalne narzędzia do lepszego zrozumienia środka morskiej sieci pokarmowej.
„kiedy patrzymy w żołądki lancetowatych, ich zdobycz jest naprawdę niestrawiona”, mówi oceanograf PIFSC Research Phoebe Woodworth-Jefcoats. „Wyglądają prawie dokładnie jak ryby, które można zobaczyć pływających w oceanie .”
badając zawartość żołądka lancetówki, Woodworth-Jefcoats i jej współpracownicy uzyskują bezprecedensowy wgląd w ekosystem, pomagając im zrozumieć, na przykład, co jedzą ryby na naszych talerzach (tuńczyk, miecznik i inne).
śledzenie tych diet morskich na przestrzeni lat dodatkowo ujawni, w jaki sposób sieć żywności morskiej zmienia się w czasie (jeśli w ogóle) i jak duże międzyroczne wydarzenia zmienności klimatu, takie jak El Niño lub La Niña-a także rosnące temperatury oceanów i zakwaszenie oceanów — wpływają na sieć żywnościową.
tajemnicza sieć pokarmowa
u podstawy sieci pokarmowej morza znajdują się fitoplankton, fotosyntetyczne mikroorganizmy, które są podobne do roślin lądowych, ponieważ zawierają chrolofilię i wymagają światła słonecznego do życia i wzrostu. Ponieważ organizmy te potrzebują światła słonecznego, żyją masowo na powierzchni oceanu lub w jego pobliżu, dlatego naukowcy mogą je łatwo badać za pomocą zdjęć satelitarnych, mówi Woodworth-Jefcoats.
na drugim końcu spektrum znajdują się duże ryby, ssaki i inne zwierzęta Oceanu. Naukowcy wiele uczą się o tych szczytowych drapieżnikach poprzez badania obserwacyjne, a w przypadku dużych ryb – poprzez łowiska.
„ale po środku jest ogromna część sieci spożywczej” -mówi Woodworth-Jefcoats. Składa się z tak zwanych mikronektonów, które są swobodnie pływającymi rybami, skorupiakami, głowonogami i galaretkami o długości nie większej niż 20 cm (około 8 cali). „Wszystko to jest naprawdę trudne do uchwycenia, gdy badamy włoki przez kolumnę wody Środkowej.”
pokazany tutaj żołądek lancetówki często zawiera ledwo trawioną zdobycz. Może pomóc w ujawnieniu, czego często brakuje włokom badawczym przez kolumnę wody Środkowej.
naukowcy PIFSC dowiedzieli się, że mogą używać diety lancetowatych do badania środka sieci pokarmowej dzięki pracy Aneli Choy, oceanografki z Monterey Bay Aquarium Research Institute (Mbari). Podczas studiów na Uniwersytecie Hawajskim z oceanografem Jeffem Drazenem, Choy przeprowadziła badania doktoranckie, w których przyjrzała się diecie garstki dużych ryb żyjących w strefie zmierzchu (mezopelagicznej) oceanu, w tym lancetowatych, opah (księżycowych) i kilku innych gatunków, i porównała je z dietą komercyjnie ważnych tuńczyka i miecznika.
Choy później zajęła krótką pozycję post-doc z PIFSC, składając swoje badania dietetyczne do programu. Biorąc pod uwagę, że fizjologia trawienna lancetowatych sprawiła, że ich zdobycz była najłatwiejsza do zidentyfikowania, naukowcy skupili swoją uwagę na tych niezwykłych rybach, które pozwalają im badać społeczności mikronektonów Północnego Pacyfiku, jak nigdy dotąd, mówi Woodworth-Jefcoats.
tajemnicze ryby
aby zdobyć okazy lancetowatych, naukowcy skorzystali z pomocy obserwatorów PIRO, którzy są rutynowo na pokładzie taklowców, aby udokumentować połowy rybaków komercyjnych i działalność załóg. Z tymi okazami próbują zdobyć podstawowe informacje naukowe na temat tych kryptycznych ryb, takie jak ich rozmieszczenie, tempo wzrostu i procesy trawienne.
istnieją dwa znane gatunki lancetowatych, które występują w oceanach świata, z wyjątkiem mórz polarnych: lancetowaty długoogoniasty (alepisaurus ferox) i lancetowaty krótkoogoniasty (alepisaurus brevirostris). Do niedawna naukowcy uważali, że jedynym gatunkiem występującym na północnym Pacyfiku jest odmiana o długim nosie; co dziwne, lancetowate złowione na Hawajach występują w dwóch różnych rozmiarach, co sugeruje, że rybacy łowili dwa różne gatunki.
lancetowate są często złowione przypadkowo na taklach na północnym Pacyfiku.
ale wszystkie lancetowate, które Woodworth-Jefcoats i jej koledzy zbadali do tej pory, to A. ferox, a Współpracownik ze Stanford Elan Portner wpadł na teorię o tym, co się dzieje.
„ogólnie rzecz biorąc, populacje ryb działają tak, że mamy dużo małych ryb, a nie dużo dużych ryb, a sprzęt wędkarski jest zaprojektowany do połowu dużych ryb”, wyjaśnia Woodworth-Jefcoats. „Uważamy więc, że dużo łowimy w klasie mniejszych rozmiarów tylko dlatego, że jest ich o wiele więcej, a dużo łowimy w klasie większych rozmiarów, ponieważ właśnie do tego jest przeznaczony sprzęt.”
naukowcy identyfikują gatunki lancetowatych poprzez dokładne badanie i pomiary, ale pobierają również próbki białych mięśni, aby ostatecznie wykonać pracę DNA. Ponadto zbierają ololity (kości uszne) z lancetowatych, co pozwala im starzeć ryby i określić, jak szybko rosną — podstawowe informacje znane z tuńczyka, mahimahi i wielu innych rodzajów ryb, ale brakuje im lancetowatych.
odkrywanie tajemnic
do tej pory zespół nadal przetwarza lancetowate i ma nadzieję przeanalizować wszystkie swoje dane w nadchodzących miesiącach. Z drugiej strony trwają badania nad dietą, z kilkoma ciekawymi znaleziskami.
na przykład znaleźli plastik w żołądkach lancetowatych — i wiele z nich, w tym wszystko, od plastikowych toreb, sznurków, spinek do włosów, słomek, butelek. Co więcej, w badaniu dotyczącym częstotliwości i składu spożywanego przez lancetownicę tworzywa sztucznego, badaczka PIRO Lesley Hawn odkryła, że prawie jedna czwarta ryb lancetowatych pobranych z próbek spożyła plastik, głównie w postaci plastikowych fragmentów.
duży kawałek czarnej plastikowej torby pobrany z żołądka lancetówki. O łącznej powierzchni sylwetki około 51 000 milimetrów kwadratowych, torba jest mniej więcej wielkości ręcznika kuchennego.
„sklasyfikowaliśmy Tworzywa sztuczne według właściwości fizycznych i zmierzyliśmy obszar sylwetki każdego elementu za pomocą oprogramowania do analizy obrazu”, mówi Hawn. „Jednym z ciekawych odkryć był duży kawałek czarnej plastikowej torby, który był mniej więcej wielkości ręcznika kuchennego!”
podczas gdy plastikowe szczątki są często uważane za coś, co znajduje się na powierzchni wody, próbki Znalezione w jelitach sugerują, że plastikowe szczątki faktycznie istnieją w całym słupie wody.
kolejna wspólna zdobycz: inne lancetowate. W rzeczywistości naukowcy odkryli nie tylko lancetownicę w żołądkach innych lancetowatych, ale także lancetownicę w żołądkach tych kanibalizowanych lancetowatych.
kredyt: naukowcy znaleźć szereg elementów biologicznych i niebiologicznych w żołądkach lancetowatych, w tym Różne małe ryby (u góry po lewej), Tworzywa sztuczne (u góry po prawej) i mniejsze lancetowate (u dołu).
ogólnie jednak wstępne wyniki wykazały, że A. ferox ma zróżnicowany apetyt, który obejmuje 97 rodzin ofiar, z których wiele nie jest dobrze znanych. Unikalna fizjologia trawienia ryb lancetowatych pozwala zespołowi zidentyfikować niektóre gatunki po dokładnej kontroli, chociaż inne wymagają analizy DNA.
porównanie tych zdobyczy z tymi złowionymi we Włokach badawczych stworzy pełniejszy obraz środka sieci pokarmowej.
więcej badań może również wyjaśnić, w jaki sposób, dokładnie, lancetowate uzyskać pożywienie, którego potrzebują, mimo że ich zawartość żołądka jest w dużej mierze niestrawiona. Jedna z teorii sugeruje, że lancetowate jedzą, gdy natkną się na pokarm i trawią zdobycz tylko wtedy, gdy jest to konieczne.
„To ciekawe, że łowimy wiele tych ryb, o których nie wiemy zbyt wiele, ponieważ ludzie ich nie jedzą”-mówi Woodworth-Jefcoats. „I myślę, że to ekscytujące, że wciąż uczymy się naprawdę podstawowych informacji naukowych na temat sieci żywności morskiej i Oceanu.”
opowiadanie Josepha Benningtona-Castro, pisarza naukowego PIRO
