În fiecare primăvară, creveții tineri din Marea Mediterană se transformă de la bărbat la femeie - o etapă importantă în dezvoltarea lor reproductivă. Această schimbare se întâmplă din cauza abundenței unui anumit tip de microalge pe care, din când în când, creveții cu nuanțe verzi se bazează pentru supraviețuirea speciilor lor. Cu toate acestea, pe măsură ce acidifierea oceanelor se intensifică, aceasta ar putea schimba machiajul chimic al microalgei, putând să stârnească progresul reproducător al creveților și amenințând existența acestora, cercetătorii raportează săptămâna aceasta în PLOS ONE .
Creveții, Hippolyte inermis Leach, iau masa într-un fel specific de microalge numite Cocconeis scutellum parva, care înflorește în pajiștile pescărușilor din Marea Mediterană, incluzând guri de aerisire în Golful Napoli. Mâncarea microalgei reglează ciclul reproducător al creveților.
Oamenii de știință au fost fascinați de dezvoltarea sexuală a acestor creveți mici ciudat de ani de zile. Deși Hippolyte inermis este considerat un hermafrodit la fel ca mulți alți crustacee, este neobișnuit prin faptul că trece rapid de la bărbat la femeie, fără a trece vreodată printr-o etapă intermediară cu atribute ale ambelor. Acest sistem de inversare a sexului are două sezoane de reproducere distincte. În timpul toamnei când microcalele Cocconeis sunt rare, majoritatea creveților nou născuți sunt masculi. După primăvară, gonadele lor masculine îmbătrânesc și se abandonează într-o singură mută și se dezvoltă un ovar.
Dar creveții mai tineri care se nasc primăvara când microalge sunt abundente se pot dezvolta imediat la femei, trecând printr-o inversare a sexului și mai rapidă. Studiile anterioare au arătat că Cocconeis este responsabil pentru această schimbare rapidă. Prin eliberarea unui compus încă necunoscut atunci când este mâncat, Cocconeis ucide celulele glandei sexuale masculine a creveților, provocând tranziția prematură. Acest comutator de primăvară ajută la restabilirea echilibrului după ce populația are o lovitură în timpul iernii, când prădătorii, precum peștiul scorpion negru, devorează creveții.
Autorul principal al studiului Mirko Mutalipassi, un biotehnolog marin la Stazione Zoologica Anton Dohrn din Napoli, subliniază că dependența de creveți de microalge este atât de puternică încât creșterea populației lor se sincronizează cu înflorirea microalgei.
„Este foarte important pentru acești creveți”, spune Mutalipassi. „Acesta este factorul stabilizator pentru populația lor naturală, deoarece permite crevetei capacitatea de a produce o mulțime de ouă și de a evita să fie șterse din cauza prădării.”
Prezența unei relații atât de puternice plantă-animal în condiții acide i-a inspirat pe Mutalipassi să o folosească ca instrument pentru studierea impactului crescut al acidificării oceanelor asupra acestui ecosistem. „Sunt foarte fascinat de co-evoluție, atât din punct de vedere fiziologic, cât și din punct de vedere molecular”, spune el. „Este un mod cu adevărat interesant de a privi modul în care două organisme interacționează între ele. De asemenea, este un model bun pentru a studia efectul schimbărilor globale asupra microalgei și nevertebratelor. ”
Mutalipassi și coautorii săi Valerio Zupo și Valerio Mazzella, ambii cercetători la Stazione Zoologica, au folosit populația de creveți ca sondă pentru a vedea ce se întâmplă cu compoziția chimică a microalgei, pe măsură ce oceanul devine mai acid. Echipa de cercetare a dezvoltat Cocconeis la două niveluri diferite de aciditate: unul în condițiile actuale și unul bazat pe creșterea prevăzută a acidității oceanice în următorul secol, pe măsură ce nivelurile de dioxid de carbon cresc. Ulterior, aceștia au hrănit creveți nou-născuți din unul dintre cele două grupuri de microalge și au observat dacă au un număr diferit de femele, ceea ce ar indica o schimbare a compusului microalgei care conduce dezvoltarea creveților.
Rezultatele echipei au fost surprinzătoare. Spre deosebire de alte microalge care nu au reușit să prospere la niveluri ridicate de CO 2, Cocconeis a înflorit, crescând de patru ori mai multe celule în condiții acidulate. Această creștere a creșterii implică faptul că microalge ar putea avea un avantaj competitiv în oceanele acidulate din viitor.
În schimb, creveții care au fost hrăniți cu microalge crescute la niveluri mai mari de acidifiere a apei au sfârșit cu aproximativ jumătate din numărul de femele ca creveții care au fost hrăniți cu microalge normale. O astfel de diferență drastică sugerează că compusul chimic care distruge glandele sexuale masculine ale creveților poate fi modificat de condițiile acidulate, producând mai puține femele. Cu alte cuvinte, Cocconeis prosperă, dar creveții suferă.
„Această lucrare este un exemplu clar de cercetători care împing dincolo de unele dintre problemele de bază ale supraviețuirii și creșterii unui singur organism pentru a examina și relațiile dintre specii”, spune biologul marin Kaitlyn Lowder, de la Instituția Scripps de Oceanografie de la Universitatea din California, San Diego într-un e-mail. „Pentru a înțelege mai bine cum vor arăta ecosistemele noastre marine în viitor, este incredibil de important să analizăm interacțiunea dintre nivelurile trofice, care poate fi dificil de făcut într-un cadru de laborator.”
Modificări aparent extrem de subtile ca acestea ar putea declanșa efecte de domino într-un ecosistem sunt emblematice ale impactului schimbărilor climatice. Deoarece acidifierea oceanelor continuă să perturbe condițiile apei de mare, cercetătorii se năpustesc să afle cum aceste schimbări ar putea influența chiar și cele mai mici forme de viață de pe planeta noastră.
Lowder, care nu a fost implicat în acest studiu, susține că studierea modificărilor comportamentelor organismelor este crucială pentru a obține conștientizarea mediului în schimbare. „Doar urmărind aceste întrebări cu privire la tranziția sexuală a creveților ... noi oamenii de știință putem avea o idee mai bună despre aspectul oceanelor noastre în viitor”, spune ea. „Și, mai important, [putem] avea mai multe povești despre impacturile potențiale ale acidificării oceanelor pentru a crește îngrijorarea publică cu privire la această schimbare continuă asupra oceanelor noastre.”
Mutalipassi are opinii similare, argumentând că compusul chimic este într-adevăr un „infochimic” pentru mediu - o versiune subacvatică a unui canar într-o mină de cărbune.
„Știm acum că acidificarea oceanului poate perturba o relație ecologică delicată care a evoluat peste un milion de ani”, spune Mutalipassi. „Aceasta înseamnă că avem consecințe idiosincratice cu schimbările pe care le facem lumii noastre.”
El subliniază, de asemenea, că relația microalge-creveți este doar una dintre multe care ar putea fi afectate. „Impactul acidificării oceanelor este mai mare decât ceea ce vedem în studiu”, spune el. „Ne uităm doar la o mică bucată din puzzle.”
