Video subacqueo mostra come la creatura del mare usa le reti di moccio per mangiare

Tutti gli animali devono mangiare per sopravvivere. Se hai già sentito il termine "pascolaio" in precedenza, potrebbe farti venire in mente animali da fattoria familiari, come mucche o pecore che sgranocchiano pascoli. Ma l'oceano ha la sua suite di pascoli, con forme del corpo e tecniche di alimentazione molto diverse, persino bizzarre. Al posto dei denti, un gruppo di questi invertebrati usa fogli di muco per consumare enormi quantità di minuscole particelle simili a piante. Nel nostro articolo, i miei colleghi e io suggeriamo una nuova categorizzazione per questo gruppo trascurato: "pascolatori di mucose", in riconoscimento della loro insolita strategia alimentare.

A differenza del muco nel nostro naso, che appare amorfo e floscia, i fogli mucosi di questi alveari dell'oceano possono essere strutturati in maglie e reti ornate. Questi fogli mucosi possono funzionare come un filtro per intrappolare alimenti piccoli come batteri. Gli stessi pascolatori sono giganteschi in confronto: fino a 10.000 volte più grandi del loro cibo. Se la gente mangiasse del cibo così piccolo, si sarebbe raccolto il sale e i chicchi di zucchero dal piatto della cena.

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I biologi marini come me erano abituati a pensare che il pascolo mucoso fosse una strategia di alimentazione "catch-all" - l'idea era che questi ragazzi si limitassero a mangiare qualunque fosse il loro foglio mucoso. Ma i recenti progressi tecnologici ci stanno aiutando a capire che i coltivatori di muco possono essere dei mangiatori schizzinosi. E ciò che consumano - o no - influenza le reti alimentari oceaniche.

Come funziona Mucous-Mesh Grazing?

Gli erbivori a maglia mucosa comprendono salpidi, pirosomi, doliolidi, pteropodi e appendicolari. Sono in genere di centimetri di lunghezza, che misurano approssimativamente le dimensioni dell'unghia in base alle dimensioni della mano. Alcune formano colonie composte da molti individui in lunghe catene che possono essere molto più lunghe. Queste creature sono grandi e acquose rispetto alle loro controparti planctoniche robuste. Se ne calpestassi uno, sarebbe schiacciato, non croccante. Un corpo idrico per lo più consente loro di crescere rapidamente.

I pascolatori a maglie di muco sono liberi e adatti all'oceano aperto. Vivono lontano dalla riva, dove il cibo scarseggia e spesso è piccolo. I piccoli fori e le fibre delle loro maglie mucose consentono loro di catturare particelle microscopiche, che successivamente inghiottono, a volte insieme al muco.

A differenza dei ragni che fanno girare le loro reti di alimentazione, questi pascolatori hanno un organo speciale, chiamato endostilo, che secerne la loro rete mucosa. A seconda del pascolo, la rete mucosa può essere posizionata all'interno o all'esterno del corpo. Un gruppo, ad esempio, secerne una bolla mucosa abbastanza grande da permettere all'animale di vivere all'interno come una casa. Un altro gruppo, soprannominato farfalle marine, secernono delle reti mucose che si attaccano ai loro piedi a forma di ala. Queste reti mucose variano da un pollice a oltre sei piedi.

Storicamente, gli scienziati hanno creduto che i coltivatori di mucose mangiassero tutto ciò che passava attraverso il setaccio mucoso - simile a un colino nello scarico del lavello della cucina che cattura tutto di una certa dimensione. La recente ricerca del mio laboratorio e di altri mette in discussione questa ipotesi e gli spettacoli che la loro alimentazione può essere altamente selettiva. Il muco potrebbe catturare perfettamente determinate particelle di cibo mentre respinge completamente altre particelle sulla base della loro dimensione, forma o proprietà superficiali.

Ad esempio, quando presentato con una miscela di particelle di cibo a forma di bastoncello e sferiche - di forma diversa ma di dimensioni simili - una specie di pascoli a maglia mucosa ingerisce preferenzialmente le particelle sferiche.

È un po 'come scegliere un tater su patatine fritte: sono fatti entrambi di patate e hanno all'incirca le stesse dimensioni ma hanno forme diverse. La scelta del cibo dei "mangiatori di muco" è passiva, tuttavia, avendo a che fare con la preda orientata in modo diverso nell'acqua di mare e intercettare la rete.

I pastori possono "scegliere" le prede, ma la preda potrebbe anche avere voce in capitolo in merito - passivamente o attivamente. Per esempio, alcuni batteri hanno superfici simili al teflon e non si attaccano alle maglie mucose, quindi non vengono quasi mai consumati. Come tutte le diverse proprietà delle prede potrebbero influenzare il pascolo è stato sottovalutato fino a poco tempo fa.

Understudied ma Not Unimportant

Gli oceanografi sono interessati a come il materiale si muove attraverso l'oceano e come il processo potrebbe essere mediato dagli organismi. I pascolatori di mucose possono essere un pezzo del ciclo trascurato.

Il fatto che non catturino tutte le prede ha conseguenze importanti su come il carbonio si muove attraverso l'oceano. Dopo l'alimentazione dei pascoli mucosi, essi confezionano particelle di cibo non digerito in pellet fecali legati a muco o altro materiale fuso. Le particelle di preda reimballanti con muco appiccicoso concentrano piccole prede in aggregati più grandi, il che le fa affondare più rapidamente. Questo alla fine sposta il materiale organico nelle profondità oceaniche, potenzialmente conservandolo per anni o addirittura secoli. In profondità, questo materiale non è disponibile per la maggior parte degli organismi marini che vivono vicino alla superficie.

Fino agli ultimi dieci anni, gli scienziati non disponevano di strumenti tecnologici per osservare cosa stava succedendo con i pascolatori di mucose nel loro habitat naturale, a scaglie minuscole appropriate. Poiché questi organismi sono piuttosto fragili, ora i ricercatori del mio laboratorio e altri usano immersioni subacquee o robot per osservarli direttamente sott'acqua. Queste osservazioni attente e accurate che utilizzano telecamere ad alta velocità e microscopi subacquei o studi di alimentazione nell'ambiente naturale ci hanno mostrato come selezionano certe particelle e ne respingono altre.

Ulteriori progressi combineranno i metodi subacquei con i recenti sviluppi nell'imaging e nel sequenziamento genetico per far luce sul ruolo delle mangiatoie a maglie mucose nel plasmare la struttura della comunità microbica dell'oceano. L'imaging subacqueo consente osservazioni indisturbate di queste fragili creature. I ricercatori possono osservare come le particelle individuali si comportano sulla rete e se alla fine vengono catturate. Il sequenziamento genetico utilizzato nel contesto degli studi sull'alimentazione aiuta gli scienziati a identificare e distinguere i gruppi di piccoli microbi che sono spesso invisibili a occhio nudo.

Conoscere quali particelle sono consumate e quali no ci dice sull'impatto che i muco hanno sui nastri degli alimenti oceanici.

Cambiando gli oceani, cambiando l'impatto

Mangiare pignoli da pascoli di mucose può avere profonde implicazioni per i cicli biogeochimici, in particolare alla luce delle mutevoli condizioni oceaniche. Fattori ambientali come la temperatura dell'oceano, la disponibilità di sostanze nutritive e il tipo e la quantità di prede presenti influenzano quando e dove appaiono i pascoli mucosi, quanto a lungo rimangono e il loro impatto sulle reti alimentari oceaniche.

Una specie più tropicale di pirosomi al pascolo di muco (Pyrosoma atlanticum) fornisce un case study. Tipico nelle acque più calde a nord della California meridionale, ha confuso scienziati e pescatori allo stesso modo quando sono apparsi al largo della costa dell'Oregon nel 2014.

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Nessuno sa perché siano apparsi i pirosomi, ma le temperature oceaniche si sono riscaldate nello stesso periodo. Come altri pascoli a maglie di mucose, il fine filtro a pirosome consente loro di pascolare sulle particelle più piccole associate ad acqua di superficie più calda e meno ricca di nutrienti, preda troppo piccola per la maggior parte degli altri animali da catturare.Insieme ad altri ricercatori lungo la costa occidentale, il mio laboratorio sta lavorando attivamente per capire perché i pirosomi sono apparsi, come potrebbero influenzare l'ecosistema marino e se persisteranno.

I pasciotti nell'oceano sono intrinsecamente più difficili da studiare rispetto a quelli sulla terra; continuiamo a saperne di più su chi sono attraverso ciò che mangiano.

Questo articolo è stato scritto da Keats Conley, un biologo di ricerca per il Dipartimento di pesci e fauna selvatica della Shoshone-Bannock Tribes. <

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Kelly Sutherland. Leggi l'articolo originale qui.