forskare använder lancetfishs ovanliga magar, som innehåller knappt smälta matvaror, för att lära sig mer om varelserna det utgör mitten av den marina livsmedelsbanan och om plastens genomslagskraft i havet. Video producerad av Joseph Bennington-Castro.
med sin breda mun fylld med dolkliknande tänder, snygg segelfena som påminner om några dinosaurier och lång, smal kropp som sträcker sig upp till 2 meter (6,6 fot), ser lansettfisken inte ut som en varelse som någon skulle vilja trassla med. Än, fiskare ibland fånga mer lancetfish än storögd tonfisk eller svärdfisk de faktiskt riktar.
på ytan verkar dessa förhistoriska fiskar inte ha mycket värde. De är inte mycket välsmakande och deras gelatinösa kött är olämpligt för lokal mat. Och deras föredragna livsmiljö — havets mörka djup-och potentiella storlek utesluter dem från akvarier. Som sådan behåller fiskare vanligtvis inte lansettfisken de fångar. men forskare vid NOAA Pacific Islands Fisheries Science Center (PIFSC), tillsammans med deras medarbetare vid Monterey Bay Aquarium Research Institute, Stanford University, University of Hawai ’ i och NOAA Pacific Islands Regional Office (PIRO), har hittat ett speciellt syfte för den till synes värdelösa lancetfishfångsten: som unika verktyg för att bättre förstå mitten av den marina matbanan.
” När vi tittar i lancetfish magar, är deras byte verkligen osmält”, säger PIFSC research oceanographer Phoebe Woodworth-Jefcoats. ”De ser nästan exakt ut som fisken du skulle se simma runt i havet.”genom att studera maginnehållet i lancetfish får Woodworth-Jefcoats och hennes kollegor en aldrig tidigare skådad inblick i ekosystemet och hjälper dem att förstå till exempel vad fisken på våra tallrikar (tonfisk, svärdfisk och andra) äter.
spårning av dessa marina dieter genom åren kommer ytterligare att avslöja hur den marina livsmedelsbanan förändras över tiden (om alls) och hur de stora interåriga klimatvariationshändelserna som El Ni Kubolo eller La ni Kubola-liksom stigande havstemperaturer och försurning av havet — påverkar livsmedelsbanan.
mystisk Matväv
vid basen av den marina matbanan finns fytoplankton, fotosyntetiska mikroorganismer som liknar markväxter genom att de innehåller chrolophyll och kräver solljus för att leva och växa. Eftersom dessa organismer behöver solljus, lever de massor på eller nära havets yta och forskare kan därför lätt studera dem med satellitbilder, säger Woodworth-Jefcoats.
i den andra änden av spektrumet finns de stora fiskarna, däggdjuren och andra djur i havet. Forskare lär sig mycket om dessa apex-rovdjur genom observationsstudier och, när det gäller den stora fisken, genom fisket.
”men då finns det den här stora delen av matbanan i mitten”, säger Woodworth-Jefcoats. Den består av så kallad micronekton, som fritt simmar fisk, kräftdjur, bläckfiskar och jellies som inte är mer än 20 cm (ca 8 tum) långa. ”Alla dessa saker är verkligen svåra att fånga när vi gör forskningstrålar genom mittvattenkolonnen.”
en lancetfisks mage, som visas här, innehåller ofta knappt smält byte. Det kan hjälpa till att avslöja vilka forskningstrålar genom mellanvattenkolonnen som ofta saknar.
pifsc-forskare lärde sig att de kunde använda lancetfish-dieter för att studera mitten av matbanan genom Anela Choys arbete, en oceanograf med Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI). Medan han studerade vid University of Hawai ’ i med oceanografen Jeff Drazen, genomförde Choy doktorandforskning där hon tittade på dieterna hos en handfull stora fiskar som lever i skymningen (mesopelagisk) zon av havet, inklusive lancetfish, opah (månfisk) och några andra arter, och jämförde dem med dieterna av kommersiellt viktig tonfisk och svärdfisk.
Choy tog senare en kort post-doc-position med PIFSC och fällde sin dietforskning i programmet. Med tanke på att lancetfiskens matsmältningsfysiologi gjorde sitt byte det enklaste att identifiera, fokuserade forskarna sin uppmärksamhet på dessa ovanliga fiskar, vilket gör det möjligt för dem att studera mikronektonsamhällena i norra Stilla havet som aldrig tidigare, säger Woodworth-Jefcoats.
mystisk fisk
för att få lancetfiskprover har forskarna anlitat hjälp av PIROOBSERVATÖRER som rutinmässigt är ombord på långlinjefartyg för att dokumentera kommersiella fiskares fångst och besättningens aktiviteter. Med dessa exemplar försöker de skaffa sig grundläggande vetenskaplig information om dessa krypiska fiskar, såsom deras distribution, tillväxthastighet och matsmältningsprocesser.
det finns två kända arter av lansettfisk, som finns i hela världens hav förutom polarhavet: den långnosade lansettfisken (Alepisaurus ferox) och den kortnosade lansettfisken (Alepisaurus brevirostris). Fram till nyligen trodde forskare att den enda arten som finns i norra Stilla havet är den långa näsan; konstigt nog kommer dock lansettfisken som fångas på Hawaii i två olika storlekar, vilket tyder på att fiskare fångade två olika arter.
Lancetfish fångas ofta oavsiktligt på långlinjer i norra Stilla havet. men alla lancetfish som Woodworth-Jefcoats och hennes kollegor har undersökt hittills var A. ferox, och Stanford-samarbetaren Elan Portner kom med en teori om vad som händer.
”hur fiskpopulationer i allmänhet fungerar är att du har en hel del små fiskar och inte mycket stora fiskar, och fiskeredskapet är utformat för att fånga den stora fisken”, förklarar Woodworth-Jefcoats. ”Så vi tror att vi fångar mycket i den mindre storleksklassen bara för att det finns mycket fler av dem, och vi fångar mycket i den större storleksklassen eftersom det är vad redskapet är utformat för att fånga.”
forskarna identifierar lancetfish-arterna genom noggrann undersökning och åtgärder, men de tar också vita muskelprover för att så småningom göra DNA-arbete. Dessutom samlar de ololiths (öronben) från lancetfish, vilket gör det möjligt för dem att åldras fisken och bestämma hur snabbt de växer — grundläggande information som är känd för tonfisk, mahimahi och många andra typer av fisk men saknas för lancetfish.
avslöja mysterierna
hittills fortsätter laget att bearbeta lancetfish och hoppas kunna analysera alla sina data under de kommande månaderna. Dietforskningen å andra sidan pågår med några intressanta fynd.
till exempel, de har hittat plast i lancetfish magar — och massor av det, inklusive allt från plastpåsar, till garn, till hårspännen, till sugrör, till flaskor. Vidare fann PIROFORSKAREN Lesley Hawn i en studie om frekvensen och sammansättningen av intagen plast av lancetfish att nästan en fjärdedel av lancetfish samplade intagen plast, främst i form av plastfragment.
en stor bit av en svart plastpåse hämtad från en lansfisks Mage. Med en total siluettyta på cirka 51 000 kvadratmillimeter är påsen ungefär lika stor som en kökshandduk.
” vi kategoriserade plasten efter fysiska egenskaper och mätte silhuettområdet för varje bit med hjälp av bildanalysprogramvara”, säger Hawn. ”En intressant upptäckt var en stor bit av en svart plastpåse som var ungefär lika stor som en kökshandduk!”
medan plastskräp ofta anses vara något som sitter på ytan av vattnet, föreslår proverna som finns i tarmarna att plastskräp faktiskt finns i hela vattenkolonnen.
en annan vanlig bytesvara: andra lancetfish. Faktum är att forskarna inte bara har hittat lancetfish i magen hos andra lancetfish, men också lancetfish i magen hos de kannibaliserade lancetfish.
kredit: Forskare hittar en rad biologiska och icke-biologiska föremål i lancetfiskmagor, inklusive olika små fiskar (uppe till vänster), plast (uppe till höger) och mindre lancetfish (botten).
sammantaget visade dock preliminära resultat att A. ferox har en varierad aptit som spänner över 97 bytesfamiljer, varav många inte är välkända. Lancetfishs unika matsmältningsfysiologi gör det möjligt för laget att identifiera några av arterna vid noggrann inspektion, även om andra kräver DNA-analyser.
att jämföra dessa bytesvaror med de som fångats i forskningstrålar kommer att måla en mer fullständig bild av mitten av matbanan.
Mer forskning kan också belysa hur exakt lancetfish får den näring de behöver trots att deras maginnehåll i stor utsträckning är osmält. En teori föreslår att lancetfish äter när de stöter på mat och bara smälter sitt byte när det behövs.
”det är intressant att vi fångar mycket av dessa fiskar som vi inte vet mycket om eftersom människor inte äter dem”, säger Woodworth-Jefcoats. ”Och jag tycker att det är spännande att vi fortfarande lär oss riktigt grundläggande vetenskaplig information om den marina livsmedelsnätet och havet.”
berättelse av Joseph Bennington-Castro, PIRO Science författare
