Morská ekológia Tajný posun medúz - spektrum vedy
Morská ekológia: Tajomné unášané medúzy
Jennifer Purcell stojí na palube výskumného plavidla Skookum a pozorne sleduje, ako jeho rozmach vytiahne z metrov hlbokého Puget Sound neďaleko Olympie v štáte Washington trojmetrovú sieť planktónu. Prečo je morský biológ v tento slnečný deň v polovici augusta v dažďovom obleku, sa vysvetľuje, keď sa smerom k nej máva zaťaženie mesačných medúz (Aurelia aurita), ktoré zalievajú vodou. Sliz kvapká z vydutej siete a dlhé chápadlá visia dole ako v horore. Vedcovi z Marine Center na univerzite v západnom Washingtone v Anacortes to neprekáža. Purcell si vyhŕňa rukávy, oboma rukami siaha do stredu slizkej pavučiny a začína skúsenosťou s počítaním a meraním zvierat, ktorú môže poskytnúť iba 40 rokov výskumu.
Niekoľko ďalších morských biológov zdieľa svoje nadšenie pre gýčové zviera. Preto Purcell musel vždy bojovať o financovanie svojich projektov a vždy sa snažil presvedčiť ostatných oceánológov o dôležitosti medúz - často márne. Jednou z najväčších prekážok je povaha zvierat, ktoré tvoria viac ako 95 percent vody a ktoré sa rýchlo rozpadajú v bežných rybárskych sieťach pre morské živočíchy. Ďalšia vec, ktorú mnohí biológovia vidia v medúzach, je čosi viac ako bezvýznamná ekologická slepá ulička: balóny naplnené slanou vodou, ktoré nemajú prakticky žiadne výživné látky, ktoré by mohli predátorom ponúknuť - okrem možno hŕstky špecializovaných lovcov, ako je korytnačka kožovitá (Dermochelys coriacea), ktorí sa jej prispôsobili. sú na zožratie medúz vo veľkom množstve. „Bolo naozaj veľmi ťažké presvedčiť výskumných pracovníkov v oblasti rybolovu o dôležitosti medúz.“
Zdá sa však, že sa to pomaly mení. Dnes sú na palube dvaja biológovia rýb z americkej agentúry NOAA (Národný úrad pre oceán a atmosféru); Jej záujem doteraz bol o bohaté zásoby lososa v regióne. Pred niekoľkými rokmi však zistili, že korisť lososa, ako je sleď a smrad, sa nachádzajú v iných oblastiach prielivu ako medúzy. Teraz chcú preskúmať, ktoré ekologické faktory zohrávajú úlohu a ako ovplyvňujú populáciu ekonomicky zaujímavých druhov rýb.
„Všetci príliš hľadíme na vrchol potravinového reťazca“ (Andrew Jeffs)
Najskôr však treba vedieť, koľko medúz je v tejto oblasti. Toto by sa malo preukázať kombináciou niekoľkých metód. Na jednej strane sa počet a distribúcia izolovaných zbierok medúz určuje z hydroplánu, „plácnutí“, ako vedci nazývajú vratké haldy. Na druhej strane bola jedna zo sietí planktónu vybavená podvodnou kamerou, pomocou ktorej sa dá zistiť, ako ďaleko sú plácnutia.
Correigh Greene je jedným z vedcov NOAA na palube. Ak majú medúzy skutočne vplyv na populáciu lososov, hovorí: „potom musíme nejako nadviazať“.
Od nórskych fjordov až po rozsiahle otvorené priestranstvá južného Pacifiku morskí biológovia všade používajú najnovšie metódy na získanie ďalších informácií o úlohe medúz v ekosystéme. Hnacou silou je starosť o zdravie morí. Mediálne správy o invázii medúz v Ázii, Európe a inde vyvolali u mnohých ľudí obavu, že byvol môže dokonca ovládnuť moria. Ale aj ostrieľaní morskí ekológovia môžu byť teraz presvedčení, že medúzy nie sú v žiadnom prípade také irelevantné, ako sa dlho myslelo.
Mnohoformátové balóny so slanou vodou
„Všetci sa príliš pozeráme na vrchol potravinového reťazca,“ uviedol Andrew Jeffs, morský biológ na univerzite v Aucklande na Novom Zélande. „Ale je to tu, tento neporiadok vo vedrách, čo je dôležité pre fungovanie potravinových reťazcov a všeobecne pre celú našu planétu.“
Dotyčné zvieratá sú potomkami niektorých z najskorších mnohobunkových foriem života na Zemi. Najstaršia fosília medúzy pochádza z doby pred viac ako 550 miliónmi rokov. Podľa niektorých vedcov mohli existovať dokonca už pred 700 miliónmi rokov, dávno pred prvou rybou.
Aj medúzy sú úžasne rozmanité. Niektoré sú malé kŕmidlá, ktoré lovia zooplanktón, ktorým sa môže živiť len málo iných zvierat. Iní sú obrovskí predátori s dvojmetrovými dáždnikmi a chápadlami tak dlhými, že sa mohli vinúť okolo školského autobusu - trikrát. Medúzy patria medzi cnidariány (Cnidaria) a majú bodavé bunky, ktorých jed môže pri niektorých druhoch dokonca zabiť človeka. Niektorí vedci označujú všetky slizké mäkké formy oceánu ako medúzy; iní dávajú prednosť výrazu „želatínový zooplanktón“, ktorý zodpovedá neuveriteľnej rozmanitosti týchto zvierat, ktorú možno v živočíšnej ríši priradiť k niekoľkým phylám. Niektoré druhy sú pravdepodobne bližšie k ľuďom na strome života ako iné medúzy. Nech už im však hovoríte čokoľvek, súčasná klasifikácia je založená hlavne na ich prominentných spoločných vlastnostiach - konkrétne na postave, ktorá je z veľkej časti založená na vode.
To znamená, že sú často ťažko rozpoznateľné. Mnohí sa tiež vyhýbajú bližšiemu skúmaniu kvôli spôsobu života ďaleko v mori alebo hlboko pod zónou zaplavenou svetlom. Často žijú v zhlukoch, ktoré sú ďaleko od seba a sú vystavené extrémnym výkyvom vo veľkosti. To je dôvod, prečo je také ťažké určiť presný počet zvierat. Jej telo je navyše krehké a nemá žiadne pevné zložky. „Medúzy sa ťažko hľadajú v žalúdkoch ich predátorov,“ vysvetľuje Purcell. "Hneď po požití sa premenia na kašu a veľmi rýchlo sa strávia."
Pre väčšinu morských biológov je jednoducho nepríjemné, keď sa im do cesty postaví zhromaždenie medúz. Sliz upcháva zberné siete.
„Nie je to tak, že by sme ich nechali pozadu,“ hovorí Jonathan Houghton z Queen’s University Belfast v Severnom Írsku. „Dokonca sme sa im aktívne vyhýbali.“
Ale za posledných 15 rokov to bolo čoraz ťažšie. Od roku 2003 sa pozdĺž pobrežia Stredozemného mora v letných mesiacoch opakovane vyskytovalo obrovské množstvo medúz, ktoré viedlo k bolestivým popáleninám kúpajúcich sa a úradov pri zatváraní pláží. V roku 2007 skočila škola jedovatých medúz na farmu s lososmi v Severnom Írsku a zabila celú zásobu 100 000 rýb. A jadrové elektrárne museli byť niekoľkokrát dočasne odstavené, pretože ich chladiace potrubie bolo blokované medúzami.
Povstanie byvola
Takéto správy nakoniec prinútili vedcov podrobnejšie študovať stvorenia. Morský biológ Luis Cardona z Universidat de Barcelona predtým skúmal morské korytnačky a morské levy. Od roku 2006 sa však veľkej časti svojej práce venoval medúzam. Spustil to hromadný výskyt ohnivej medúzy Pelagia noctiluca každé leto, ktorá hrozila, že sa pre španielskych hostí pláže stane trvalým problémom. Zvlášť ho znepokojovali špekulácie, že medúzy budú na dennom poriadku, pretože počet ich nepriateľov sa nadmerným rybolovom výrazne znížil. „Z vedeckého hľadiska sa nezdalo, že by za tým bolo veľa látky,“ hovorí. „Obyvateľstvo a politika sa však zamerali na túto myšlienku, a preto som sa jej chcel bližšie venovať.“
Cardona použila novú analytickú metódu so stabilnými izotopmi. Pomocou chemického odtlačku uhlíka a dusíka v tkanivách zvierat dokázal určiť, čo zjedli. Jeho tím analyzoval 20 druhov predátorov a 13 potenciálnych koristi zo Stredomoria a dosiahol prekvapivé výsledky. Podľa jeho meraní sa strava tuniaka modroplutvého, tuniaka malého (Euthynnus alletteratus) a medveďa stredomorského (Tetrapturus belone) skladala hlavne z medúz. V prípade mladistvého tuniaka modroplutvého tvorili medúzy až 80 percent potravy. „Podľa našich modelov sú pravdepodobne hlavnou korisťou mladých tuniakov modroplutvých,“ hovorí Cardona.
Niektorí kolegovia však majú pochybnosti o výsledkoch. „Som si istý, že to nie je pravda,“ hovorí Purcell. Rýchli plavci „majú vyššiu energetickú potrebu ako ktorékoľvek iné zviera tam vonku. Potrebujú na jedlo ryby, určite niečo kvalitné a kalorické.“ Technika stabilných izotopov sťažuje alebo znemožňuje rozlíšenie medzi koristnými zvieratami s podobným potravinovým spektrom, ako sú medúzy a krill, ktoré jedia fytoplanktón.
Cardona sa však drží svojich výsledkov, v neposlednom rade preto, že analýzy obsahu žalúdka v tuniakoch jasne naznačovali, že medúzy a krill neboli nájdené vôbec. Okrem toho by jeho výskum bol potvrdený ďalšími údajmi, v ktorých jeho laboratórium použilo ako dôkaz mastné kyseliny. „V pelagickom ekosystéme v západnom Stredomorí hrajú medúzy pravdepodobne oveľa väčšiu úlohu, ako sa pôvodne myslelo.“.
K rovnakému záveru prišli aj vedci inde. Počas expedície do Antarktídy v rokoch 2010/2011 zhromaždil molekulárny ekológ Simon Jarman takmer 400 vzoriek výkalov z tučniakov adelských (Pygoscelis adeliae). Cieľom bolo dozvedieť sa viac o potrave tohto zvieraťa, ktoré je pravdepodobne ohrozené zmenou podnebia. V roku 2013 zverejnil výskumník z austrálskej antarktickej divízie v Kingstone svoje údaje o analýze DNA vzoriek: Podľa jeho výsledkov sú medúzy v ponuke týchto tučniakov pomerne často. Dosiaľ nezverejnené údaje umožňujú vyvodiť podobné závery aj pre ostatné morské vtáky v južných oceánoch.
Medúza v žalúdku
„Albatrosy, tučniaky gentoo, tučniaky kráľovské, tučniaky chocholaté a tučniaky skalné - všetci jedia medúzy znova a znova,“ vysvetľuje Jarman. „Iste, nie sú najkalorickejším zdrojom potravy, ale nachádzajú sa všade v oceáne a pre mnohých špičkových predátorov prispievajú k strave.“
Niektoré časti tela medúzy sú tiež výživnejšie ako iné. Napríklad sa pozorovalo, ako ryby jedli iba pohlavné žľazy reprodukčných medúz, to znamená, že presne vybrali najenergetickejšie časti tkanív zvierat.
Pomocou analýzy DNA vedci tiež zistili, ako medúzy slúžia ako útočisko pre iné živé tvory na otvorenom oceáne. Už dlho je známe, že malé ryby, mäkkýše a iné malé morské tvory sa pripájajú k medúzam a môžu sa tak ťahať vodou. V posledných rokoch sa zistilo, že si užívajú aj svoje dopravné prostriedky.
V hlbinách južného Pacifiku a Indického oceánu Jeffs skúmal takmer neznáme mladé štádiá austrálskeho homára (Panulirus cygnus). Keď sa v roku 2011 vydal na výpravu asi 350 kilometrov od pobrežia západnej Austrálie, aby zhromaždil planktón, chytil aj veľkú saldu (Thetys vagina), želatínovú tuniku v tvare suda. Úlovok obsahoval aj desiatky lariev homára, z ktorých šesť našli vedci priamo v salpeli. Ako ukázala analýza DNA ich vnútorností, larvy zožrali svojho hostiteľa.
Jeffs teraz má podozrenie, že mäkkýše, ktoré ročne držia rybársky priemysel v hodnote asi dvoch miliárd dolárov, sú do značnej miery závislé od tohto vzťahu. „Vďaka čomu sú larvy také úspešné na otvorenom oceáne,“ vysvetľuje, „je to, že sa v podstate môžu pripútať k veľkému plávajúcemu kusu mäsa, či už je to salp alebo medúza, a potom na ňom žiť niekoľko týždňov bez toho, aby musí zhromaždiť čo i len najmenšie množstvo energie. ““
Kam išli?
Zdá sa, že aj na iných miestach hrajú medúzy úlohu v ekosystéme, ktorý vedci čoraz viac uznávajú ako dôležitý, napríklad pri preprave živín medzi rôznymi morskými zónami. Ukázal to bioknografista Andrew Sweetman z Medzinárodného výskumného ústavu v nórskom Stavangeru, keď skúmal „rôsolové pády“, jav, ktorý nastáva, keď medúzy prudko skončia a veľké množstvo mŕtvych medúz sa ponorí na morské dno.
Od novembra 2010 Sweetman pravidelne spúšťa kamerové vybavenie do hĺbky 400 metrov na podlahe Lurefjordu v juhozápadnom Nórsku, aby sledoval osud medúz, ktoré sa vyskytujú opakovane v hojnom počte. Inde sa uvádza, že v takýchto prípadoch sa mŕtve medúzy hromadia, klesá hladina kyslíka a vznikajú toxické podmienky. Ale Sweetman na svoje prekvapenie nenašiel na dne Lurefjordu takmer ani jednu mŕtvu medúzu. „To nedávalo žiadny zmysel,“ spomína.
Uvedomil si, čo sa tam stalo v roku 2012. Na ďalšej výskumnej ceste do fjordu nastražil nástrahy mŕtvymi medúzami a spolu s videokamerami ich spustil do hĺbky. Bol ohromený, keď videl, že mrchožrúti pohltili medúzy za chvíľu. „Len sme predpokladali, že medúzy nebude nič jesť,“ hovorí.
Späť na pevninu Sweetman vypočítal, že mŕtve medúzy zvýšili množstvo dusíka, ktoré sa dostalo na dno, o 160 percent. Všetka vaša energia sa vrátila späť do potravinovej siete namiesto toho, aby sa stratila degradáciou, ako predtým predpokladal výskum. Sweetman teraz dosiahol veľmi podobné výsledky, ale z väčšej hĺbky, pomocou diaľkovo ovládaných potápačských robotov v odľahlých oblastiach Tichého oceánu. „Ukazuje sa to na starú paradigmu, že medúzy sú slepou uličkou potravinového webu,“ hovorí Sweetman.
Reakcie na to boli celkom odlišné. Biológ rýb Richard Brodeur z NOAA v Newporte v Oregone vysvetľuje, že údaje sa veľmi nezmenili na skutočnosti, že komerčne najdôležitejší morský život sa živí hlavne rybami a malými mäkkýšmi, ako je krill. Ak medúzy kdekoľvek získavajú na význame, je to vďaka ich úlohe predátora a potravinového konkurenta, najmä ak sú ich populácie mimo kontroly. V jednej zo svojich prebiehajúcich štúdií skúmal obsah žalúdka v niektorých komerčne významných druhoch lososov, ako je strieborný losos (Oncorhynchus kisutch) a kráľovský losos (Oncorhynchus tshawytscha). V oblastiach s veľkým počtom medúz našiel Brodeurov tím menej potravy v žalúdku rýb ako v regiónoch s menším počtom medúz. Vysoký počet medúz môže skutočne mať negatívny vplyv na dôležité rybacie ryby, vysvetľuje: „Ak chcete mať bohaté zásoby rýb, veľa medúz vám pravdepodobne nebude až tak nápomocných.“
Iní vedci dúfajú, že nové objavy môžu trochu tlmiť zvyšujúcu sa démonizáciu medúz. V kapitole knihy z roku 2013 Houghton a jeho traja spoluautori zdôraznili pozitíva medúz, možno v reakcii na „bezmyšlienkovitý spôsob, akým ľudia diskutujú o odstránení medúz z oceánu vo veľkom meradle“. Ak by sa medúzy v budúcich štúdiách ukázali byť rovnako dôležité, ako naznačujú niektoré výskumy, potom bude pravdepodobne hmotnostný vzhľad gýčových zvierat, ktorý popadá tieto tituly, oveľa významnejší, ako si vedci predstavovali.
Späť v Puget Sound, výskumník NOAA, Greene, prezerá kameru, ktorá má pomôcť pri meraní medúz „plácnutí“ po jednej z rybárskych sietí. Obrázok ukazuje, ako sa kamera pomaly potápa cez hustú masu krémovo bielych guličiek. Až od hĺbky asi desať metrov začnú medúzy rednúť. Greene sa neskôr odváži urobiť hrubý odhad: „Dva a pol až tri milióny,“ hovorí. A po krátkej odmlke: „To je veľa medúz.“
Nasledovať bude presnejší výpočet. Teraz musí byť všetok sliz nastriekaný z paluby lode. Akonáhle je hotovo, naštartujú sa motory - ďalšia hromada medúz už čaká.