Solarbetriebenes Plankton Nimm Monty Python-Ratschläge: Lauf weg - Evolution - 2020

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Anonim

Heterosigma akashiwo - ein Protist, der seine Photosynthese haben und auch andere Dinge essen kann. Beachten Sie die prominenten Chloroplasten, die an der Innenwand der Zelle befestigt sind. Creative Commons Mikenish. Klicken Sie auf das Bild für den Link und die Lizenz.

Zumindest Gazellen können laufen.Wenn Sie jedoch ein Baum, ein Grashalm oder ein glückloser Kohlrabi sind, können Sie nichts tun, wenn sich die Häcksler, Zangen oder Haarbüschel Ihres Raubtiers (alias "grazer") nähern. Das ist das Schicksal der meisten photosynthetischen Organismen, von denen wir Landratten glauben, sie seien Pflanzen. Aber nicht für alle.

In der aquatischen mikrobiellen Welt gibt es photosynthetische Organismen, die offenbar eine andere Option haben, wenn sich ihre Grasfresser nähern: Flucht.

Wissenschaftler der Graduate School of Oceanography an der University of Rhode Island haben festgestellt und in einer kürzlich erschienenen Ausgabe von PLoS ONE berichtet, dass mindestens ein marines Phytoplankton von seinen Raubtieren zu salzarmen Refuges fliehen kann. Dort erlaubt ihnen ihre Biologie, dort zu wachsen, wo ihre Raubtiere es nicht können, und bietet möglicherweise eine Erklärung für die Tendenz dieser Art. Heterosigma Akashiwo - um schädliche Algenblüten in Flussmündungen auf der ganzen Welt zu bilden.

Gefressen zu werden ist der größte Sterblichkeitsfaktor für Phytoplankton im Ozean (im Dschungel des Ozeans ist es schwer vorstellbar, dass viele an Altersschwäche sterben). Über 50% der täglichen Primärproduktion - Biologe spricht für neues Phytoplankton - wird verzehrt. Alles, was sich darauf auswirkt, wie viel gegessen wird, kann einen großen Einfluss darauf haben, wie viele Phytoplankton am Ende des Tages schwimmen.

Einige Phytoplankton versuchen dieses Schicksal zu vermeiden, indem sie die Form verändern oder aktiv das, was Biologen "chemische Abschreckungsmittel" nennen, aktiv absondern. Aber was wäre, wenn sie sich für eine andere bewährte Methode entscheiden könnten: weglaufen? Nach Wissen der Wissenschaftler auf Rhode Island hat noch nie jemand diese Frage nach dem Phytoplankton gestellt.

Also haben sie diese Frage gestellt Heterosigma Akashiwo . Der kleine Protist, der zu einer Gruppe gehört, die durch seine beiden ungleichen Flagellen, die sogenannten Heterokonten, definiert wird, schien sicherlich das Potenzial zu haben, eine aktive Rolle bei seiner Verteidigung zu übernehmen. In diesem Diagramm sehen Sie den zentralen Kern, der durch ein auf Mikrotubuli basierendes Gerät mit seinen beiden Flagellen verbunden ist. Das borstige Lamellenflagellum zieht die Zelle durch das Wasser, während das streng nach hinten gerichtete Whiplashflagellum drückt. Den Kern umgeben sich Mitochondrien (M) und Chloroplasten (Gp).

Deshalb nennen sie es Heterokonten: zwei unterschiedlich geformte Flagellen. Das borstige Lamellenflagellum zieht den Protisten durch das Wasser, während die Peitsche von hinten gedrückt werden kann. Hara und Chihara 1987; Public Domain. Klicken Sie auf das Bild für den Link.

H. akashiwo wächst in den Gewässern vor den Küsten der gemäßigten Zonen der Welt in allen Hemisphären. Es hält seine Nahrungsoptionen offen, indem es sich mit Bakterien ernährt oder, wenn er in Licht getaucht ist, das Chloroplasten-Solarenergiesystem aktiviert.

H. akashiwo hat auch eine unglückliche Tendenz, rote Fluten zu bilden. "Akashiwo" ist in der Tat der japanische Begriff für das Phänomen. Wissenschaftler wissen immer noch nicht genau warum, aber einige chemische oder physikalische Eigenschaften von H. akashiwo macht ihre Blüten giftig für Fische und andere Meereslebewesen. Und natürlich besitzt es eine Eigenschaft, die massive Blüte überhaupt erst möglich macht.

Zu testen Heterosigmas Die Wissenschaftler Elizabeth Harvey und Susanne Menden-Deuer konnten dieser Raubtierflucht entkommen, indem sie diese Kreatur gegen eine sogenannte Mikrobe richteten Favella Favella ist ein Ciliat, eine Gruppe von Organismen, die wegen ihrer Fülle winziger, schlagender Haare benannt wurden. Insbesondere gehört es zu einer Gruppe, die "Tintinnids" genannt wird.

Eines von Heterosigmas Raubtieren: Ein Flimmerling namens Tintinnid. Diese Art, Dictyostera mitra, hat eine netzartige, flaschenartige Hülle, in der der Ciliaten sitzt. Man kann sich vorstellen, dass die elegante Tasse nicht nur Schutz bietet, sondern auch ein schickes Accessoire ist, obwohl es in einem von Diatomeen und Foraminiferen überfüllten Ozean einen großen Wettbewerb um den Titel "Most Tricked Out Shell" geben muss. Creative Commons Johnsterdolan in der englischsprachigen Wikipedia. Klicken Sie auf das Bild für eine Lizenz und einen Link.

Wie Sie in diesem Bild einer anderen tintinnid Art sehen können, krönen die Zilien dieser Kreaturen den Becher ihrer proteinartigen Muscheln, auch Loricae genannt (sing: lorica). Diese Muscheln versteinern sich gut, weshalb wir wissen, dass die Linie uralt ist und bis vor 450 Millionen Jahren zum Ordovizier zurückreicht. Die Zilien ziehen Algen und Bakterien in ihr Verderben und dienen gleichzeitig als phytplanktonsuchendes Antriebssystem.

Harvey und Menden-Deuer haben beide Kreaturen im selben Panzer untergebracht. Sie haben das gefunden H. akashiwo ausgesetzt Favella viel schneller geschwommen als alleine im Meerwasser. Sie schwammen auch viel schneller als H. akashiwo steuert eine "Zuflucht" mit niedrigem Salzgehalt an der Oberfläche des Versuchsbehälters - eine Oberflächenschicht, die die Bedingungen in Flussmündungen simulieren soll, wo ein dünner Film aus Süßwasser auf Meerwasser schwimmt. Favella kann in Wasser mit niedrigem Salzgehalt nicht überleben. Einmal H. sigma dort angekommen, verlangsamten sie sich und ließen sich in der Schutzhütte ansammeln.

Raubtiere hinzufügen, die sich nicht gefressen haben H. akashiwo und Wasser, das aus einem Panzer mit Raubtieren gefiltert wurde, führte zu derselben, wenn auch schwächeren, Fluchtreaktion.

Als die Wissenschaftler die salzarme Oberflächenschicht entfernten, die Raubtiere jedoch behielten, Heterosigma schwamm schneller, aber diesmal nach unten, denn ohne eine salzarme Oberflächenschicht versammelten sich die Raubtiere an der Spitze. Das hat gezeigt Heterosigma Schwimmen Sie nicht einfach generisch als Reaktion auf Raubtiere, sie schwimmen Weg von ihnen.

Als Strategie kann das Weglaufen einige Vorteile gegenüber anderen Methoden der Abschreckung durch Raubtiere bieten, wie Töten oder Betäubung. Die Flucht führt nicht nur 1) dazu, dass Sie Ihrem Raubtier weniger begegnen, sondern 2) Sie lassen Ihren Raubtier frei, um einen Ihrer Konkurrenten zu essen, der nicht weglaufen kann. Daher kann die Fähigkeit zur Flucht ein Grund dafür sein, dass diese Algen gut Blüten bilden.

In der Tat, als die Wissenschaftler die Salztoleranz von Raubtier und Beute in ein Computermodell integriert haben, das eine Zuflucht für Süßwasseroberflächen simuliert, nur durch Hinzufügen des Fluchtverhaltens von H. akashiwo Könnten sie in zwei Tagen Blüten produzieren? ohne es dauerte es sechs.

Das Weglaufen funktionierte so gut, stellten die Wissenschaftler fest, dass diese Verteidigung nur geringe Kosten verursacht. weil H. akashiwo ist so tolerant gegenüber Wasser mit geringem Salzgehalt, während seine Raubtiere es nicht sind. Das Heraushängen in Wasser mit geringem Salzgehalt verschafft dem Organismus einen enormen Wettbewerbsvorteil. Diese Art von Bedingungen herrschen an Orten wie der Fraser River-Mündung in British Columbia vor H. akashiwo hat vorher geblüht. Die Felddaten, so die Wissenschaftler, scheinen darauf hinzuweisen H. akashiwo Blüten treten in der Tat als "Oberflächen-Slicks" auf, bei denen der doppelte Bonus von niedrigem Salzgehalt und starkem Sonnenschein vorhanden ist.

Eutrophierung wird seit langem als treibende Kraft in schädlichen Algenblüten bezeichnet. Und obwohl dies zweifellos in vielen und vielleicht den meisten Fällen der Fall ist, zeigt diese Studie, dass es möglich ist, Blüten auf eine Weise zu erzeugen, die keine menschlichen Eingriffe beinhaltet. Obwohl nur eine Art für dieses Dokument untersucht wurde, ist es möglich, dass andere Phytoplankton-Arten ähnliche Toleranzunterschiede, andere physikalische oder chemische Ozeanbarrieren ausnutzen, und schier flüchtige Fähigkeiten zu ihrem Vorteil nutzen. Wie viele dieser mikrobiellen Pflanzenanaloga können ausgeführt werden? Wir werden es nicht wissen, wenn wir nicht weiter suchen.

Die geäußerten Ansichten sind die des Autors und sind nicht notwendigerweise die.