Химия океана меняется. Большинство дискуссий об изменении климата сосредоточено на тепле воздуха, но около четверти углекислого газа, который мы выделяем в атмосферу, растворяется в океане. Растворенный углекислый газ делает морскую воду более кислой - процесс, называемый подкислением океана, - и его воздействие уже наблюдалось: раковины морских бабочек, также известные как птероподы, начали растворяться в Антарктике.
Крошечные морские бабочки связаны с улитками, но используют их мускулистую ногу, чтобы плавать в воде, а не ползать по поверхности. Многие виды имеют тонкие, твердые оболочки из карбоната кальция, которые особенно чувствительны к изменениям кислотности океана. Их чувствительность и космополитический характер делают их привлекательной исследовательской группой для ученых, которые хотят лучше понять, как подкисление повлияет на морские организмы. Но некоторые виды птеропод отлично себя чувствуют в более кислой воде, в то время как у других есть скорлупа, которая быстро растворяется. Так почему одни виды погибают, а другие процветают?
Это сложный вопрос, когда ученые едва ли могут отличить вид птеропода в первую очередь. Конусообразный птеропод, показанный здесь, находится в группе обстрелянных морских бабочек, называемых по-гречески «косомами», что означает «заключенное в тело». Существуют две другие группы: у псевдотекосом есть желатиновые раковины, а у гимнасток («обнаженное тело») их нет. совсем. Внутри этих групп может быть трудно сказать, кто есть кто, особенно если полагаться только на внешность. Ученые из Смитсоновского национального музея естественной истории используют генетику, чтобы раскрыть различия между видами.
Это усилие возглавляет зоолог Карен Осборн, у которого есть реальная способность к фотографии: в колледже она боролась за то, заниматься ли искусством или наукой. Собрав живых животных во время погружения с аквалангом в открытом океане, она возвращает их на исследовательский корабль и фотографирует каждого в мелкий резервуар с чистой водой с помощью камеры Canon 5D с объективом 65 мм, используя три-четыре вспышки для захвата цветов в основном прозрачные твари. Фотографии имеют научное применение - для съемки ранее не записанных изображений живых животных - и для «привлечения интереса к этим странным, диким животным», сказала она. Все эти фотографии были сделаны в Тихом океане у берегов Мексики и Калифорнии.
Эта гимнастка (Pneumodermopsis sp.) Вытаскивает очищенные птероподы из раковин с помощью присосок. (© Карен Осборн) Хотя у морских бабочек в группе гимнасток, как и у вышеупомянутой, нет раковин и, следовательно, они не восприимчивы к опасностям подкисления океана, вся их диета состоит из очищенных птеропод. Если содержание CO2 в атмосфере продолжает расти из-за сжигания ископаемого топлива, и, в свою очередь, океан становится более кислым, источник их добычи может исчезнуть - косвенно подвергая опасности этих потрясающих хищников, а также всех рыб, кальмаров и других животных, которые питаются гимназомами.
Cavolinia uncinata (© Карен Осборн) В течение многих лет морских бабочек собирали только по сети. Собранные таким образом животные (такие как Cavolinia uncinata выше) втягивают свои мясистые «крылья» и тела в раковины размером с карандашный ластик, которые часто ломаются в процессе. Затем исследователи сбрасывают собранные птероподы в небольшие банки с алкоголем для сохранения, что приводит к истиранию мягких частей, оставляя после себя только раковину. Ученые пытаются отсортировать морских бабочек по видам, сравнивая только раковины, но не имея возможности видеть целых животных, они могут пропустить все разнообразие птеропод.
Это может быть тот же вид, что и у предыдущей морской бабочки (Cavolinia uncinata), или это может быть другой вид, который оставался незамеченным на протяжении десятилетий. (© Карен Осборн) Совсем недавно такие ученые, как Осборн и Смитсоновский исследователь Стефани Буш, начали собирать образцы вручную во время погружений с аквалангом в открытом море. Этот подводный дайвинг позволяет ей собирать и фотографировать хрупкие организмы. Поскольку она и ее коллеги наблюдают за живыми организмами более подробно, они понимают, что животные, которых они считали одним и тем же видом, на самом деле могут и не быть! Этот скорлупа ( Cavolinia uncinata) считается тем же видом, что и на предыдущей фотографии. Однако, поскольку их мясистые части выглядят так по-разному, Буш анализирует генетический код каждого экземпляра, чтобы установить, действительно ли это один и тот же вид.
Масса яиц Cavolinia uncinata (© Карен Осборн) Эта цепочка яиц вылетела из Cavolinia uncinata, когда ее наблюдали под микроскопом. Яйца прикрепляются друг к другу в виде гелеобразной массы, и, если бы они не содержались в чашке Петри, они бы плавали в воде, пока новые птероподы не стали личинками. Их методы размножения недостаточно изучены, но мы знаем, что птероподы начинаются как самцы, и как только они достигают определенного размера, переходят на самок. Эта сексуальная система, известная как последовательный гермафродитизм, может стимулировать размножение, потому что большие самки могут производить больше яиц.
В Арктике этот вид птеропод (Limacina helicina) может составлять половину зоопланктона, плавающего в толще воды. (© Карен Осборн) Этот птеропод ( Limacina helicina ) сильно ударился, когда его протаскивали через траловую сеть: вы можете видеть сломанные края его раковины. Обильные виды с черной плотью, каждая из этих морских бабочек размером с крупную песчинку. В определенных условиях они «цветут», и, когда рыба ест слишком много, черный цвет птеропода окрашивает кишки рыб в черный цвет.
Оболочка Clio recurva - идеальная посадочная полоса для колонии гидроидов. (© Карен Осборн) Мало того, что внутри этой раковины обитает птеропод ( Clio recurva ), но снаружи находится колония гидроидов - маленьких розовых цветочных животных, соединенных прозрачной трубкой по всей раковине. Гидроиды, маленькие хищные животные, связанные с медузами, должны прикрепляться к поверхности посреди океана, чтобы построить свою колонию, а крошечная оболочка Клио - идеальное место для посадки. Несмотря на то, что это хорошая среда обитания для гидроидов, эта оболочка, вероятно, обеспечивает далеко не идеальную защиту для птеропода: отверстие настолько велико, что хорошо оснащенный хищник, такой как более крупные не имеющие раковин птероподы, может просто достать и вытащить его. «Лично я бы хотел дом получше», - говорит Осборн.
Когда-то считалось, что Clione limacina был найден в Антарктике и Арктике, но, вероятно, это два отдельных вида. (© Карен Осборн) Гимносомы - это птероподы, у которых нет раковин и диета, состоящая почти полностью из скорлуповых птеропод. Этот вид ( Clione limacina ) питается исключительно Limacina helicina (черноподобный птеропод несколько слайдов назад). Они хватают своего обстрелянного родственника шестью похожими на щупальца руками, а затем используют хватающиеся челюсти, чтобы высосать их пищу из раковины.
Этот пост был написан Эмили Фрост и Ханной Уотерс. Узнайте больше об океане на портале Смитсоновского института.
