Оказва се, че някои морски обитатели също са опрашители

Природа Наука • •

До скоро се смяташе, че опрашването е феномен, който се случва само на сушата. Но то може да е съществувало в океана милиони години преди да се появят сухоземните растения.

Преди около десетилетие Вивиан Солис-Вайс, морски биолог от Universidad Nacional Autónoma de México, изучаваща морски червеи, разговаря с колега, изучаващ цъфтящи морски треви.

„Всеки път, когато събираме цветовете им, виждаме тези малки животни навсякъде по тях. Чудехме се защо тези малки червеи и дребни, подобни на скариди, ракообразни се събират там. Възможно ли е те да опрашват растенията — да са морският еквивалент на пчелите и пеперудите?”

Солис-Вайс и нейните колеги допускат, че съществата наистина може да играят роля в опрашването на растенията в океана и очертават идеята си в проучване, което се появява в Inter-Research Science Publisher през 2012 г.

„Беше много трудно да публикуваме тази първа статия, защото никой нямаше да ни повярва“, спомня си тя.

Ролята на опрашителите на Земята е добре известна. Размножаването на стотици хиляди цъфтящи видове зависи от животни и насекоми. Растенията предоставят сладък нектар, а опрашителите улесняват половото размножаване на растенията. Но доскоро се смяташе, че това е феномен, характерен само за сушата, който не съществува в океана.

„Според възприетата доктрина цялото опрашване в морската среда се извършва от движението на водата“, казва Ема Лаво, морски биолог от Парижкия университет (Сорбоната), която изучава Gracilaria gracilis – вид, известен като червено водорасло и растящо в крайбрежни скалисти басейни. И наистина, при много морски организми мъжките и женските отделят своите яйца и сперма във водата, оставяйки теченията да ги смесят и оплодят.

И все пак, през последните няколко години се появяват нови доказателства, които предполагат, че океанът има свои собствени организми опрашители. Тези същества могат да бъдат оприличени на „пчелите на морето“ и може да се окаже, че са много по-разпространени, отколкото смятат учените.

Загадките на морската трева и водораслите

За да докажат хипотезата си, Солис-Вайс и колеги създава изследователски полета с морска трева Thalassia testudinum на брега на океана и в аквариуми, заснемайки процеса на опрашване със снимки и видеоклипове. Всеки път по залез слънце, когато мъжките цветове на T. testudinum се отварят, множество червеи и други безгръбначни започват да пъплят сред тях, покривайки се с прашец.

„Направихме експерименти, за да покажем, че те ще отидат да търсят храна в мъжките цветове, по телата им ще полепне прашец и след това ще отидат до женските цветове и ще оставят прашеца там“, казва Солис-Вайс. През 2016 г. екипът публикува тези констатации в Nature, заедно със снимки на морски червеи, покрити с цветен прашец, като първото изследване, което показва опрашване в морето.

След това, Лаво наблюдава подобно явление, докато работи върху докторската си дисертация за репродуктивните загадки на G. gracilis. Вместо да изхвърля яйцата си сред вълните, както правят много други океански обитатели, женските водорасли ги задържат във фуниевидните си нишки, наречени тали. Мъжките освобождават сперматозоидите, но малките клетки нямат опашки, за да доплуват до женските растения и да влязат във влакната.

Но този привиден недостатък не засяга репродуктивния успех на морските водорасли. Таксономичната група, към която принадлежат червените водорасли, е еволюирала преди около 1 милиард години. Лаво и Мириам Валеро, популационен генетик във Френската национална изследователска агенция (CNRS), искат да разберат как се възпроизвеждат тези организми.

През годините на изучаване на водораслите във водоемите около Европа, Валеро забеляза, че по-голямата част от оплождането се случва при отлив, когато има малко вода. По това време рояци от малки равноноги, наречени Idotea balthica - ракообразни, които приличат на кръстоска между скарида и буболечка, плуват сред водораслите. Валеро и нейният екип се питат дали пренасят спермата върху телата си.

За да тестват тази идея, учените използват девствени G. gracilis, които никога не са оплождани преди и нямат плодни структури, наречени цистокарпи. Учените поставят мъжки и женски растения в множество аквариуми заедно с 20 ракообразни, но само към някои от растенията. След като цистокарпите се развиват, в аквариумите с ракообразните има 20 пъти повече плодни структури.

Също така екипът събира ракообразни, които плуват известно време в аквариумите с мъжките водорасли, след което ги пускат в аквариумите с девствени женски растения, което също увеличава броя на цистокарпите. Под микроскоп се вижда, че изоподите са покрити с малки петънца сперматозоиди, точно като морските червеи в изследването на Солис-Вайс. Екипът на Лаво съобщава за своите открития на 28 юли в Science.

В този случай двата организма си помагат. Водораслите осигуряват подслон за изоподите, но и храна под формата на биофилм от водорасли, който нараства, за да покрие G. gracilis. Това помага на червените водорасли да фотосинтезират.

Но „ако има твърде много [биофилм] растеж, червените водорасли започват да умират“, казва Лаво, а изоподите помагат в поддържането на баланса.

Древни корени

Но докато двата екипа описват привидно подобен феномен, еволюционните биолози и еколозите посочват, че между двете проучвания има съществени разлики.

Може да смятаме водораслите и морската трева за подобни видове, но това са два много различни организма с различно еволюционно развитие. Морските треви съществуват само от около 130 милиона години, казва Джеф Олертън, еколог, който изучава опрашването в Института по ботаника в Кунмин към Китайската академия на науките и не участва в двете проучвания.

Морските треви са еволюирали от сухоземни растения, които са се върнали в морето, но са запазили някои от характеристиките от живота си на сушата, като цъфтежа. И, очевидно, разчитането на животни за опрашване.

„Толкова е интересно да наблюдаваме как са намерили различни видове животни във водата, които да заменят пчелите и пеперудите“, казва Солис-Вайс.

За сравнение, морските водорасли са само далечно свързани с растенията и не са нито растения, нито животни, а нещо отделно, обяснява Олертън. Те са древни организми, еволюирали векове преди растенията да заменят океана със сушата. Това означава, че опрашването може да предшества растенията, казва Зонг-Син Рен, ботаник и еколог по опрашването от Института по ботаника в Кунмин.

„Това откритие тотално промени представата ни за това какво е опрашване“, казва той. „Може дори да предефинираме какво е опрашване.“

“Спасете изоподите”

Това откритие подтикна Рен и Олъртън да напишат статията „Съществувало ли е опрашване преди растенията?“, в която разсъждават върху значението на подобни взаимноизгодни връзки между животни и фотосинтезиращи организми, простиращи се много по-назад в еволюционната история, отколкото се смяташе.

„Знаем толкова малко за нашия свят, толкова малко за това, което се случва на сушата и още по-малко за това, което се случва във водата“, казва Рен.

Новото изследване предполага, че важните и неизвестни досега взаимоотношения между животни и водни растения и водорасли могат да ги направят по-уязвими. В случая с червените водорасли, например, по-голямата част от опрашването се извършва в плитки приливни басейни, където деликатният танц между животните и тези, които те опрашват, може да бъде нарушен от замърсяване, изменение на климата и др.

На сушата пчелите са застрашени от пестициди и други токсини, голяма част от които се отмиват в морето. Дали един ден “морските пчели” ще се окажат в подобна опасност? В своя блог Олъртън предупреждава за тази възможност.

„Така, както „Спасете пчелите“ става обединяващ призив за опазване на взаимодействията между видовете на сушата, скоро може да чуем същото послание в „Спасете изоподите“.

Според изследователите тепърва ще се откриват повече примери за опрашване в природата. „Без съмнение има още много разкрития, които очакват внимателния наблюдател“, пишат Олертън и Рен.