Nemzeti Tudományos Alapítvány - Hol kezdődnek a felfedezések
Hírek gyors hozzáférés
Paraziták: A zátony uralkodói
A zátonyhalak befolyásolásával a gnathiida néven ismert paraziták "a zátonyökológia fő szereplői" - írja Paul Sikkel tengerbiológus
A korallzátonyok megértéséhez meg kell értenünk parazitáikat.
2013. november 19
Mivel "ő" minden negyedik nap ívik, tudtam, hogy ma fog ívni. Kigurultam az ágyból megbízható Micimackóm ébresztőórám harangjátékán, becsúsztam a nedvesruhámba, megfogtam a víz alatti zseblámpámat, és a barbadosi Bellairs Kutatóintézet konyhájába botorkáltam, hogy elkészítsem a kávét, büszke vagyok arra, hogy még korábban is felébredtem. a kakasok bejelentették a hajnal kezdetét.
Szorosan figyeltem az órámat, mert az első fény ideje minden nap változik, és ha akár egy másodperccel későn is megérkeznék a vízbe, hiányozni fogna.
Reggeli tryst
Szokás szerint a strandra érkezésem egybeesett a késő esti tengerparti partik apadásával; a hajnal túl későn törik az éjszakai partizóknak és túl korán a többieknek - de pont neki és nekem. Kikapcsolt zseblámpámmal úsztam ki a zátony mentén, élvezve az élénkzöld biolumineszcens planktonpartik, valamint a tintahal és a mókus vadászatának látványát.
Mivel annyi éjszakától hajnalig tartó átmenet során jártam ezen a helyen, könnyen megtaláltam az otthonát: A zátony egy szakasza, amely akkora, mint az ugró-labda kör, egy kosárlabda-pálya közepén. De látótávolságon kívül volt - valószínűleg még mindig aludt a területe egyik barlangjában.
De néhány perccel az érkezésem után a napfelkelte első árnyalata éppen annyi fényt adott, hogy észrevegyem az alakját, ahogy feltűnt. Annak ellenére, hogy lakhelyét nagylelkűen finom gyepes algákkal vonta be, kihagyta a reggelit, és gyorsan és gondosan végigment a zátonyon a párja otthonáig. Amikor odaért, párja mártásokkal és más manőverekkel köszöntötte. Ezután elkezdte tojni a fészket, amelyet már készített neki.
Pár sárgafarkú damselfish ívott. A karibi damselfish-re jellemzően ez a pár hajnalban született. És mint minden nőstény, a pár a hím területén szült.
Egy lány dilemmája
A hím területén történő íváshoz a nőstény nősténynek el kell hagynia saját területét. De egy nővel ellentétben a nőstény nőstény nem tudja megakadályozni az otthoni inváziókat azzal, hogy bezárja az ajtót maga mögött, vagy támaszkodik a szomszédokra, akik távollétében figyelik az otthonát.
Inkább, amíg egy nőstény nőstény távol van, a területe teljesen védtelen és kiszolgáltatott más halak, köztük a szomszédok invázióinak, akik felkutatás céljából felkutathatják és ellophatják az ételét. Ezért minél tovább eltűnik egy nőstény, annál inkább kockáztatja a "ház" elvesztését.
Tehát logikus lehet azt feltételezni, hogy a nőstény anyajegyek minimalizálják ívási idejüket. De Barbadoson ennek az ellenkezőjét tapasztaltam: A nőstény dámák gyakran megszakították ívási tevékenységüket, hogy felkeressék a takarító állomásokat a partnereik közelében.
A tisztítóállomás egy zátonyhely, ahol olyan tisztító organizmusok találhatók, mint a gobik és a garnélarák, amelyek eltávolítják a többi szervezetet a halak testéből. A halak ismerik ezen állomások helyét, és feltehetően meglátogatják őket, hogy megtisztítsák testüket az őket valamilyen módon irritáló organizmusoktól, hasonlóan ahhoz, ahogyan a kullancsok vagy bolhák irritálják az embereket.
A takarítóállomáson ívó megállóhely meghosszabbítja a nőstény távolmaradását a saját területéről, és ezáltal fokozza sebezhetőségét az inváziókkal szemben. Tehát hogyan oldja meg a nőstény anyajegyek ezt a dilemmát és minimalizálják a területük elvesztésének kockázatát az ívás során?
D.L. Kramer, a McGill Egyetem munkatársai végül megválaszoltuk ezt a kérdést a folyóiratban. (A szerkesztő megjegyzése: A cikk a nők gyakorlatát taglalja, hogy rendszeresen visszatérjenek otthonaikba.) Mindazonáltal, ahogy ez a tudósok esetében gyakran előfordul, miközben a kérdés megválaszolásán dolgoztam, új kérdéseket fedeztem fel, amelyek megcsúfolva engem is kértek válaszokat.
Például amellett, hogy jeleztem, hogy a nőstény nőstény korona reggelen meglátogatja a takarító állomásokat, a barbadosi anyaállat megfigyeléseim azt is jelezték, hogy nem ívó reggeleken meglátogatják a tisztítóállomásokat (saját területük közelében). Kíváncsi voltam, mi kényszeríti a nőstény nőstényeket arra, hogy ennyi időt töltsenek a reggel alatt a takarító állomásokon?
A kérdés megválaszolásához meg kellett határoznom, hogy a takarító állomásokon milyen organizmusokat távolítanak el a gátból. Erőfeszítéseim néhány nagylelkű kollégámhoz vezettek - köztük George Benz, Alexandra Grutter, Isabelle Côté és Nico Smit -, akik megismertettek a gnathiid izopodák csodálatos világával.
Paraziták: Biológiai bajnokok
A Gnathiid izopodák paraziták. A parazita olyan szervezet, amely egy gazda organizmuson vagy annak belsejében él, anélkül, hogy megöli, és a túléléshez a gazdájától függ.
A "parazita" szó negatív konnotációja ellenére a paraziták a világ legsikeresebb életmódját élvezik! Valójában a paraziták teszik ki a korallzátonyok lakóinak többségét, amelyek a világ legkülönfélébb ökoszisztémái. Ahhoz, hogy valóban megértsük a korallzátonyokat és azt, hogy miként hatnak rájuk a környezeti változások, meg kell értenünk parazitáikat.
A gnathiidák különösen szokatlan paraziták, mert csak lárvaként táplálkoznak, és az egyetlen dolog, amit a gnathiid lárvák esznek, az a vér. Elképesztő, hogy a felnőtt gnathiidák egyáltalán nem táplálkoznak. De a kutatásom szempontjából a gnathiidáknál az a legfontosabb, hogy a tisztább halak elsődleges táplálékául szolgáljanak.
Háromirányú kapcsolat
A tisztább halak gnathiidáktól való függése miatt tudtam, hogy többet kell megtudnom a gnathiidákról, hogy jobban megértsem a tisztább halak és a damselfish kapcsolatát.
A gnathiida-kat úgy vizsgáltam, hogy egy halcsoportot egy kis zátony szakaszára tettem fel kis halszállodákban (ketrecekben), és 24 órás ciklusonként két óránként megmértem gnathiid-terhelésüket. Eredményeimből kiderült, hogy a halak a legnehezebb gnathiid rakományokat hordták éjszaka és hajnalban.
Ezek az eredmények arra utalnak, hogy amikor a damselfish reggel felébred, valószínűleg viszonylag nagy gnathiid terhelésük van. Az e terhelések okozta reggeli irritáció valószínűleg a takarítóállomásokra tereli a fertőzött anyaállatokat, ahol a tisztább halak, akik alig várják a kedvenc ételüket, csökkentik a gnathiid terhelést. Tehát egy damselfish számára egy tisztító hal reggeli látogatása valószínűleg olyan, mint egy reggeli zuhany.
Ártatlan parazita vagy betegséghordozó?
Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a gnathiidák jelentős hatást gyakorolnak a zátonyhalak napi tevékenységeire, ezért a zátonyökológia fő szereplői.
De a gnathiidák más okokból is potenciálisan fontosak. Például szárazföldi társaik kullancsok és szúnyogok, amelyek Lyme-kórt és maláriát okozó mikroorganizmusokat közvetítenek. Hasonlóképpen, úgy tűnik, hogy Ausztráliában, Dél-Afrikában és Európában a gnathiidák különböző vérrel terjedő parazitákat közvetítenek.
Tehát miután megoldottam a damselfish reggeli tisztításainak rejtélyét, és még mindig elragadtatva a gnathiid-től, egy új kérdésre tértem át: A karibi gnathiidák továbbterjesztik a betegségeket? Ahogy elképzelheted, kutatók százai tanulmányozzák jelenleg a kullancsok és szúnyogok biológiáját, de csak néhányan tanulmányozzák a gnathiidák biológiáját. Tehát a válasz: WDK (nem tudjuk).
Annak ellenére, hogy az óceánok a bolygó nagy részét elfoglalják, a tudósok sokkal kevésbé tudnak azokról a környezeti tényezőkről, amelyek a betegség terjedését okozzák az óceánokban, mint a szárazföldön. A fontos tudnivalók bővítése érdekében a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF) nagylelkűen támogatta csapatom azon erőfeszítéseit, hogy megértsék a karibi zátony környezete változásai és a vér által terjedő paraziták gnathiidák általi terjedése közötti összefüggéseket.
Karibi kincsvadászat
Amikor kutatócsoportommal elkezdtünk gnathiidákat tanulmányozni, tudtuk, hogy a karibi gnathiidák sokféle halat fertőznek meg. De nem tudtuk, hogy az összes, vagy akár egy, a Karib-tengeren gnathiid-fertőzött hal megfertőződött-e betegségeket okozó vérparazitákkal. Ha tanulmányunk kimutatta, hogy ezek a gnathiid-fertőzött halak nem tartalmaznak vérparazitákat, ez segítene mentesíteni a gnathiidákat betegségterjesztőként. De ha másrészt a vizsgálatunkból kiderül, hogy ezeknek a gnathiid-fertőzött halaknak egy része vagy mindegyike vérparazitákat hordoz, akkor a gnathiidák lehetséges betegségterjesztőként jelentkeznek.
Vizsgálatunk első lépése tehát annak meghatározása volt, hogy a Karib-tengeren a gnathiid által fertőzött halak hordoznak-e vérparazitákat. A vizsgálat ezen részét bonyolította az a tény, hogy a vérparaziták köztudottan foltosak. Vagyis az egyik helyszín vérparazitákkal állhat össze, míg egy másik helyen teljesen vagy szinte nincsenek vérparaziták.
Ez azt jelentette, hogy az összes bázisunk lefedése érdekében több helyszínről kellett halat mintáznunk. Karibi kincsvadászaton voltunk! Mindent elmondva, öt karibi szigetről gyűjtöttünk több mint 1500 különböző fajú halat.
Mivel az általunk keresett paraziták… sejtitek ... vér, minden halat altatni kellett (anélkül, hogy megöltük volna), egy kis vért kellett vennünk belőle, majd a tárgylemezen megőrizni az összegyűjtött vért. Ezután a mintáinkat munkatársaimnak, a dél-afrikai Nico Smit-nek és az Egyesült Királyságbeli Angela Davies-nek szállítottuk - mindkettőnek több éves tapasztalata van a vérben élő paraziták keresésében a halakban, ami bonyolult feladat.
Az utcára vonulás
Szorgalmas kollégáim több száz diát vettek át a karibi halakból vérparaziták észlelése nélkül. Kíváncsi voltam, hogy rossz halfajokat vettünk-e vagy rossz helyeket.
Éppen el akartam indulni a Sea and Learn szekcióra Sabában - egy érintetlen Karib-szigeteken. Tudósként értékelem a tudomány és a kutatás nem tudósokkal való megosztásának fontosságát, ezért hozzájárulok a Tenger és Tanulj programhoz, amely rendszeresen eljuttatja a tudósokat a szigetre, hogy prezentációkat tartsanak a közösség számára, workshopokat vezessenek a helyi K-12 hallgatókkal., és vonja be a nem tudósokat a kutatásba.
Közvetlenül a távozásom előtt kaptam egy játékmódosító e-mailt Nicótól. Nico e-mailje azt mondta, hogy - Hurrá! - Az egyik diánk vérparazitákra pozitív eredményt adott. Kik voltak tehát a szerencsés fertőzöttek? Sejtetted ... anya. Nico e-mailjében olyan fényképek is helyet kaptak, amelyeket megoszthattam a Sea and Learn-lel. Stoked!
A tudomány vad hullámvasútra vezethet, izgalmas meglepetésekkel és bizonytalansággal szinte minden forduló körül.
A kincsvadászat folytatódik
Sabától magasra faragtam a közeli St. Maarten, ahol különösen nagy a dámosállomány. Jelenleg egy kiváló St. elnöke vagyok. A maarteni székhelyű környezetvédelmi szervezet a Környezetvédelem a Karib-szigeteken nevet viselte, amely segített megszervezni, hogy Tadzio Bervoets-szel együtt dolgozzak a St. Maarten Nature Foundation a vérminták összegyűjtésére a damselfish-ból.
Kutatócsoportommal továbbra is gyűjtjük és elemezzük a vérmintákat számos karibi szigetről származó anyajuhból annak érdekében, hogy:
- Határozza meg, hogy a parazitákkal fertőzött damselfish parazitáit gnathiidáktól kapja-e;
- Azonosítsa a vérparaziták fertőzésének a halakra gyakorolt hatását;
- Határozza meg a vérparaziták elterjedtségét a karibi anyajegyek között.
Legfrissebb eredményeinkből kiderül, hogy az anyafélék a St. Maarten és Saba vérparazitákkal fertőzött. Reméljük, hogy a további mintavétel segít meghatározni, hogy ki terjeszti ezeket a parazitákat.
Ezen túlmenően kutatócsoportommal gyűjtjük és elemezzük a vérmintákat különböző típusú karibi halakból a gát mellett. Ennek során számos új vérparazita fajt fedeztünk fel, amelyeket tudományosan még nem írtak le és neveztek meg. Nagyobb érdem a jövőbeli kutatás számára!
További LiveScience cikkek Paul Sikkel kutatásairól itt és itt vannak. Itt van a weboldala.
A szerkesztő megjegyzése: Ezt a kulisszák mögött cikket először a LiveScience kapta meg az NSF-szel együttműködve.
-- Paul Sikkel, az Arkansas Állami Egyetem tengerökológiai adjunktusa
Zöld gnathiid izopoda gyűjtött egy halból a Lizard Island Great Barrier Reef.
Hitel és nagyobb verzió
Paul Sikkel tengerbiológus a paraziták fontos szerepét taglalja a korallzátonyok ökoszisztémáiban.
Hitel és nagyobb verzió
Nyomozók
Paul Sikkel
Angela Davies
Nicholas Smith
Kapcsolódó intézmények/szervezetek
Arkansas Állami Egyetem Fő Campus
Helyek
Arkansas
Barbados
Összes támogatás
299 120 USD
Zöld gnathiid izopoda gyűjtött egy halból a Lizard Island Great Barrier Reef.
Hitel és nagyobb verzió
Paul Sikkel tengerbiológus a paraziták fontos szerepét taglalja a korallzátonyok ökoszisztémáiban.
Hitel és nagyobb verzió
- Regie’s Rainbow Adventure ® Michigan Nemzeti Vese Alapítvány
- Protozoon élősködők; Biztonságos Ivóvíz Alapítvány
- A mínusz kalóriatartalmú zeller állítás elgondolkodási lehetőséget hagy - A tudomány nagy pillanatai - ABC Radio National
- A Nestle Health Science Brazil táplálkozás alapú egészségügyi programot indít
- A Nestlé számon kérte az anyatej-helyettesítő tápszerek tétlenségét és a tudomány „marketing eszközként” való felhasználását