Kaip zooplanktonas sugeba prasimaitinti beribėse vandenyno platybėse?

Ar galėtumėte per dieną išnaršyti 100000 kubinių metrų sirupo, kai jame ištirpusio maisto koncentracija prilygtų dviems ryžių grūdeliams viename kubiniame metre?

Būtent tai daro copepod rūšies zooplanktonas - siekdami išgyventi šie gyviai surenka mikroskopines maisto dalelytes iš vandens, kurio tūris milijoną kartų viršija jų pačių tūrį.

Tai nėra tokia paprasta užduotis, kadangi zooplanktono mastelyje vandens konsistencija prilygsta sirupui. Negana to, copepod'ai yra akli. Kyla klausimas - kaip jie tai sugeba padaryti? Mokslininkams šį mechanizmą reikia išsiaiškinti norint suprasti jūrų mitybos grandines, nuo kurių priklauso mūsų pačių valgomos žuvys. 

"Copepod rūšies gyviams esminis iššūkis yra tai, kad judėdamas per vandenį mažas kūnas priešais save stums storą sirupą primenančio vandens sluoksnį. Kaip gi jiems nusigauti iki grobio, kai šis nustumiamas vos pabandžius prie jo priartėti?", klausia Danijos techninio universiteto Nacionalinio vandens resursų  instituto profesorius Thomas'as Kiørboe'as. Jis kartu su kitais fizikos ir vandens resursus tiriančiais mokslininkais jau kurį laiką studijuoja dviejų copepod atmainų mitybos įpročius, panaudodami didelės spartos vaizdo kameras, pasitelkdami didžiulę kantrybę ir šiek tiek sėkmės. 

"Sėkmingojo Luko" efektas

"Šiuo metu mes žinome keturis būdus, kaip zooplanktono gyviai išsprendžia inžinerinę maisto gavybos iš sirupą primenančio vandens problemą. Mūsų mokslininkų grupė tyrinėjo vieną iš jų: kaip kai kurie copepod'ai sugeba atlikti neįtikėtinai tikslius ir netikėtus vienaląsčių organizmų užpuolimus, prieš tai juos užfiksavę pagal hidrodinaminius signalus", pasakoja profesorius Thomas'as Kiørboe'as. Pagautu grobiu besimaitinančių copepod'ų principas remiasi tuo, ką Thomas'as Kiørboe'as vadina komiksų personažo "Sėkmingojo Luko"  ("Lucky Luke") efektu: "Mūsų stebėjimai rodo, kad mažesni nei milimetro dydžio gyviai įsibėgėja iki 100mm per sekundę greičio per kelias milisekundes, ir tuo pačiu dar sugeba apsisukti 180 laipsnių kampu. Jie tarsi 'Sėkmingasis Lukas', kuris judėti sugebėdavo 'greičiau už savo šešėlį'. Copepod'ai šoka į priekį taip greitai ir tokiu tikslumu, kad jie paprasčiausiai nusipurto tąsaus skysčio sluoksnį nuo savęs ir priartėję prie grobio jį sugriebia savo mitybai naudojamomis galūnėmis".

Puolimas iš pasalų, kai užpuolikai pasyviai laukia savo grobio ir jį sugauna netikėtų atakų metu, turi daug pranašumų lyginant su pasyviu plaukiojimu ieškant grobio. Ramiai plūduriuodami jie minimizuoja energijos sąnaudas ir patys tampa nepastebimi už juos didesniems plėšrūnams. Taigi kodėl ne visi zooplanktonai naudojasi tokia pranašia taktika? "Norint pagauti grobį netikėta ataka, gyvio kūnas turi būti itin aptakus ir jis turi turėti daug grynosios raumenų jėgos. Tikslumui užtikrinti būtini itin gerai išvystyti jutiminiai organai. Dėl to puolimas iš pasalų nėra pati populiariausia mitybos taktika", teigia Thomas'as Kiørboe'as. Dėl šios priežasties kai kurie zooplanktoną sudarantys gyviai vandenį gali tiesiog leisti vandens srautą pro savo burną ir maitintis iš vandens išfiltruotomis maisto (paprastai dumblių) dalelėmis.

Nuobodu, tačiau būtina

Danijos techninio universiteto mokslininkams pirmą kartą pavyko nufilmuoti puolančio oithona rūšies copepod'o ataką. "Ankstesnių tyrimų metu buvo tirta, kaip jie maitinasi tiesiog filtruodami maistą iš pro jų burnas praeinančio vandens srauto. Filmavimui gyviai buvo pritvirtinami prie plauko ir juo laikomi tiesiai priešais videokameros objektyvą. Be abejo, toks metodas netinkamas tada, kai norima užfiksuoti šuolišką copepod'o judėjimą. Videokameroje galima išsaugoti tik vienos sekundės medžiagą, kai filmuojama 2000 kadrų per sekundę dažniu, todėl tenka filmuoti tikslią akimirką ir tikslioje vietoje. Tam prireikė daug kantrybės, neminint dalelės sėkmės. Tikriausiai tik dėl šios priežasties to niekas nebandė padaryti anksčiau", svarsto Thomas'as Kiørboe'as. Mokslininkas pripažįsta, kad tyrimai nuobodūs, tačiau jie būtini, norint suprasti vandenynuose paplitusias mitybos grandines.

   

Facebook komentarai