Tämä Kulissien takana -artikkeli toimitettiin LiveSciencelle yhteistyössä Kansallisen tiedesäätiön kanssa.
Koska "hän" kutoo joka neljäs päivä, tiesin hänen kutuvan tänään. Vierin sängystä luotettavan Nalle Puhh-herätyskellon kelloilla, liukasin märkäpukuihini, tarttui vedenalaiseen taskulamppuni ja kompastuin keittiöön Barbadoksen Bellairs-tutkimuslaitokselle kahvin valmistamiseksi, ylpeänä ollessani hereillä jopa ennen kukat ilmoittivat aamunkoiton alkamisesta.
Pysyi tarkkailemassa, koska ensimmäisen valon aika muuttuu joka päivä, ja jos saavuin veteen jopa sekunnin myöhässä, kaipaisin häntä.
Aamu Tryst
Kuten tavallisesti, saapumiseni rannalle tapahtui myöhään illalla järjestettyjen rantajuhliajen kanssa; aamunkoitto taittuu liian myöhään yöpartistereille ja liian aikaisin useimmille muille - mutta juuri hänelle ja minulle. Uivoin ulos riutta pitkin taskulamppuni pois päältä, nauttien kirkkaanviheisistä bioluminesenssista planktonipuolueista ja metsästyskalmarien ja orakkakala-partioista.
Koska olin käynyt tässä paikassa niin monien muutosten aikana öistä koittoon, löysin hänen kotinsa helposti: riutta-osan, joka oli hyppypallo-ympyrän kokoinen keskellä koripallokenttää. Mutta hän ei ollut näköpiirissä - luultavasti nukkui yhdellä alueensa luolista.
Mutta muutama minuutti saapumiseni jälkeen ensimmäinen auringonnousun vihje antoi juuri tarpeeksi valoa, jotta voin havaita hänen muodonsa ilmestyessään. Vaikka hänen asuinpaikkansa oli päällystetty runsaasti herkullisilla turvelevällä, hän ohitti aamiaisen ja matkasi nopeasti ja huolellisesti riutta pitkin kaverinsa kotiin. Kun hän saapui sinne, hänen toverinsa tervehti häntä sarjalla upotuksia ja muita liikkeitä. Sitten hän aloitti muniensa pesän, jonka hän oli jo valmistellut hänelle.
Pari kellertävää narttua oli kutua. Tyypillinen Karibian damselfish, tämä pari kutui aamunkoitteessa. Ja kuten kaikki itsemieliset, pari kuti miehen alueella.
Damselin ongelma
Kutemaan uroksen alueella naispuolisen naisen on poistuttava omalta alueeltaan. Mutta toisin kuin henkilö, naispuolinen tyttö ei voi estää kodin hyökkäyksiä lukitsemalla oven takanaan tai luottamalla naapureihinsa tarkkailemaan kotiaan poissaolonsa aikana.
Pikemminkin, kun naispuolinen poika on poissa, hänen alueensa on täysin suojaamaton ja alttiina muiden kalojen, mukaan lukien naapurit, hyökkäyksille, jotka saattavat tutkia sen yritysostojen vuoksi ja varastaa ruokia. Siksi mitä kauemmin nainen on poissa, sitä enemmän hän vaarassa menettää "talon".
Joten voi olla loogista olettaa, että naispuoliset pojat minimoivat niiden kutuajan. Mutta Barbadosissa havaitsin päinvastoin: naispuoliset naiset keskeyttivät usein kutunsa käydäkseen puhdistusasemilla kumppaniensa alueiden lähellä.
Puhdistusasema on riuttapaikka, jossa on satoja puhdistavia organismeja, kuten gobiesia ja katkarapuja, jotka poistavat muut organismit kalojen ruumista. Kalat tietävät näiden asemien sijainnit ja luultavasti käyvät siellä puhdistaakseen organismeja, jotka heitä ärsyttävät jollain tavalla, samoin kuin tapa, jolla punkit tai kirput ärsyttävät ihmisiä.
Kuteva välilasku puhdistusasemalla pidentää tytön poissaoloa omalta alueelta ja lisää siten sen alttiutta hyökkäyksille. Joten miten maailmassa naispuoliset tyttöratkaisut ratkaisevat tämän ongelman ja minimoivat heidän riskinsä menettää alueensa kutemisen aikana?
D. L. Kramer McGill Universitystä ja lopulta vastasin tähän kysymykseen, mutta prosessin aikana löysin uusia kysymyksiä, jotka minua hämmentäen myös pyysivät vastauksia.
Esimerkiksi sen lisäksi, että mainitsin, että naispuoliset naispuoliset vierailevat puhdistusasemilla aamuisin kuteessaan, Barbadoksen itsenäisyyttä koskevat havainnoni osoittivat myös, että he vierailevat puhdistusasemilla (lähellä omaa aluetta) muina kuin kutevien aamuisin. Mietin, mikä pakottaa naispuoliset naiset viettämään niin paljon aikaa aamulla siivousasemilla?
Tähän kysymykseen vastaamiseksi minun täytyi tunnistaa, mitkä organismit poistetaan siivousasemilta. Pyrkimykseni tehdä niin johtivat minut joihinkin anteliaisiin kollegoihin - mukaan lukien George Benz, Alexandra Grutter, Isabelle Côtéand Nico Smit -, jotka esittelivät minulle gnathiid-isopodien upeaan maailmaan.
Loiset: Biologiset mestarit
Gnathiid-isopodit ovat loisia. Loinen on organismi, joka elää isäntäorganismissa tai sen sisällä tappamatta sitä ja on riippuvainen isännästään selviytymisen kannalta.
Huolimatta sanan negatiivisesta merkityksestä loiset nauttivat maailman menestyneimmistä elämäntapoista! Itse asiassa loiset muodostavat suurimman osan koralliriuttojen asukkaista, jotka ovat maailman monimuotoisimpia ekosysteemejä. Ymmärtääksemme koralliriutat ja kuinka ympäristömuutos vaikuttaa niihin, meidän on ymmärrettävä niiden loiset.
Gnathiidit ovat erityisen epätavallisia loisia, koska ne ruokkivat vain toukkina, ja ainoa asia, jota gnathiid-toukat syövät, on veri. Hämmästyttävää, aikuiset gnathiidit eivät ruoki ollenkaan. Mutta tutkimukseni kannalta tärkein asia gnathiideissa on, että ne toimivat puhtaimpien kalojen pääruokana.
Kolmensuuntainen suhde
Koska puhtaammat kalat ovat riippuvaisia gnathiideista, tiesin, että minun piti oppia lisää gnathiideista ymmärtääksesi paremmin puhtaampien kalojen ja damselfish-suhteita.
Tutkin gnathiideja asettamalla kalaryhmän riuttaosalle pieniin kalahotelleihin (häkeihin) ja mittaamalla niiden gnathiidkuormit kahden tunnin välein 24 tunnin jakson aikana. Tulokseni paljasti, että kalat kantoivat raskaimpia gnathiid-kuormia yöllä ja aamunkoitteessa.
Nämä tulokset viittaavat siihen, että kun itsensä herää aamulla, heillä on todennäköisesti suhteellisen raskaita gnathiid-kuormia. Näiden kuormien aiheuttama aamuärsytys johtaa todennäköisesti tartunnan saaneisiin päiviin puhdistusasemille, joissa puhtaammat kalat - innokkaasti nauttivat suosikkiruoistaan - vähentävät gnathiid-kuormiaan. Joten ilahduttavalle, aamuvierailu puhdistavaan kalaan tuntuu todennäköisesti aamusuihkulta.
Viaton parasiitti tai sairauden kantaja?
Nämä tulokset osoittavat, että gnathiideilla on merkittävä vaikutus riuttakalojen päivittäiseen toimintaan ja että ne ovat siksi merkittäviä toimijoita riuttaekologiassa.
Mutta gnathiidit ovat potentiaalisesti tärkeitä myös muista syistä. Esimerkiksi niiden maalla olevat vastineet ovat punkkeja ja hyttysiä, jotka välittävät Lymen taudin ja malarian aiheuttavia mikro-organismeja. Samoin Australian, Etelä-Afrikan ja Euroopan gnathiidit näyttävät välittävän erilaisia verestä peräisin olevia loisia.
Joten ratkaistuaan damselfishin aamupesujen mysteerin ja olen edelleen kiehtoutunut gnathiidistä, siirryin seuraavaan kysymykseen: leviävätkö Karibian gnathiidit sairauksiin? Kuten voitte kuvitella, sadat tutkijat tutkivat tällä hetkellä punkkien ja hyttysten biologiaa, mutta vain kourallinen tutkii gnathiidien biologiaa. Joten, vastaus on… WDK (emme tiedä).
Vaikka valtameret miehittävät suurimman osan planeetasta, tutkijat tietävät paljon vähemmän ympäristötekijöistä, jotka aiheuttavat tautien leviämistä valtamerellä kuin maalla. Lisätäksemme tietämystämme tästä tärkeästä aiheesta, Kansallinen tiedesäätiö on avokätisesti tukenut ryhmäni pyrkimyksiä ymmärtää Karibian riuttaympäristön muutosten ja gnathiidsin veressä leviävien loisten leviämisen välisiä yhteyksiä.
Karibian aarteenetsintä
Kun tutkimusryhmäni ja minä aloimme tutkia gnathiideja, tiesimme, että Karibian gnathiids tartuttavat monen tyyppisiä kaloja. Mutta emme tienneet, ovatko kaikki tai jopa kaikki Karibian gnathiid-tartunnan saaneet kalat tartunnan saaneet veri-loiset. Jos tutkimuksemme paljastaisi, että näissä gnathidien saastuttamissa kaloissa ei ollut veriparasiitteja, se auttaisi vapauttamaan gnathidiidit taudin leviäjinä. Mutta jos toisaalta tutkimuksemme paljastaisi, että joillakin tai kaikilla näistä gnathiid-tartunnan saaneista kaloista oli veriparasiitteja, se merkitsisi gnathiideja mahdollisiksi taudin leviäjiksi.
Joten tutkimuksen ensimmäinen askel oli selvittää, kuljettavatko karnaanin gnathiid-tartunnan saaneet veri loisia. Tämän tutkimuksen osan vaikeutti se, että veri-loiset ovat tunnetusti hajanaisia. Toisin sanoen yksi sijainti voi olla joukkueessa veri-loisiin, kun taas toinen sijainti voi olla kokonaan tai melkein vailla veri-loisia.
Tämä tarkoitti, että kaikkien emäksiemme kattamiseksi jouduttiin ottamaan näytteitä kaloista useasta paikasta. Olimme Karibian aarremetsästyksessä! Kerroimme kaiken kaikkiaan yli 1500 monimuotoisten lajien kalaa viideltä Karibian saarelta.
Koska etsimämme loiset asuvat… arvasit sen… verta, meidän piti nukuttaa jokainen kala (tappamatta sitä), ottaa siitä vähän verta ja säilyttää kerätty veri objektilasilla. Tämän jälkeen lähetimme näytteemme yhteistyökumppaneilleni, Nico Smitille Etelä-Afrikassa ja Angela Daviesille Isossa-Britanniassa. Heillä molemmilla on vuosien kokemus veriparasiittien etsimisestä kaloista, mikä on monimutkainen tehtävä.
Vie se kaduille
Ahkerat kollegani seulottivat satoja dioja verenäytteitä Karibian kaloista tunnistamatta mitään veri-loisia. Mietin, olisimmeko ottaneet näytteitä vääristä kalalajeista vai oliko näytteitä vääristä alueista?
Olin lähdössä Sea and Learn -istuntoon Sabaan - koskemattomaan Karibian saareen. Tiedemiehenä arvostan tieteen ja tutkimuksen jakamisen tärkeyttä muiden kuin tiedemiesten kanssa, joten osallistun Sea and Learn -ohjelmaan, joka vie säännöllisesti tutkijoita saareen esittämään esityksiä yhteisölle, pitämään työpajoja paikallisten K-12-opiskelijoiden kanssa ja mukaan ei-tiedemiehet tutkimukseen.
Sain juuri ennen lähtöäni Nico: lta pelimuuttavan sähköpostin. Nicon sähköpostissa sanottiin - Hooray! - Yksi dioistamme oli osoittanut positiivisia veri-loisia. Joten ketkä olivat onnekkaita tartunnan saaneita? Arvasit sen ... iloinen. Nicon sähköpostiin sisältyivät myös valokuvat, jotka voin jakaa Sea and Learn -sovelluksen kanssa. Hommasta!
Tiede voi viedä sinut villille vuoristoratamatkalle, joka tarjoaa jännittäviä yllätyksiä ja epävarmuutta melkein jokaisessa käännöksessä.
Aarteenetsintä jatkuu
Sabasta, hännän korkeasti taivuttelin läheiseen St. Maarteniin, jonka väestö on erityisen suurta. Olen tällä hetkellä erinomaisen St. Maarten -ympäristöjärjestön nimeltään ympäristönsuojelu Karibialla, joka auttoi minua työskentelemään St. Maartenin luonnonsäätiön Tadzio Bervoetsin kanssa verinäytteiden keräämiseksi damselfishista.
Tutkimusryhmäni ja minä edelleen keräämme ja analysoimme verinäytteitä useilta Karibian saarilta tulevilta tytöiltä, jotta:
- Selvitä, saavatko loiset tartunnan saaneet parasiitit gnathiideista
- Tunnista veren loisten tartuntojen vaikutukset kaloihin
- Määritä veri-loisten esiintyvyys Karibian naisten keskuudessa
Viimeisimmät tuloksemme paljastavat, että St. Maartenista ja Sabasta peräisin olevat naiset ovat saaneet veri-loisia. Toivomme, että lisänäytteet auttavat meitä selvittämään, kuka levittää näitä loisia.
Lisäksi tutkimusryhmäni ja minä keräämme ja analysoimme verinäytteitä eri tyyppisiltä Karibian kaloilta damselfishin lisäksi. Näin tehdessään olemme löytäneet monia uusia veri-loisten lajeja, joita ei ole vielä tieteellisesti kuvattu ja nimetty. Lisää turhaa tulevaa tutkimusta varten!
Lisää LiveScience-artikkeleita Paul Sikkelin tutkimuksesta.
toimittaja's Huomaa: Kulissien takana -artikkeleissa kuvatut tutkijat ovat tukeneet Kansallinen tiedesäätiö, liittovaltion virasto, jonka tehtävänä on rahoittaa perustutkimusta ja koulutusta kaikilla tieteen ja tekniikan aloilla. Tässä materiaalissa esitetyt mielipiteet, havainnot ja päätelmät tai suositukset ovat tekijän lausuntoja, eivätkä välttämättä heijasta Kansallisen tiedesäätiön näkemyksiä. Katso Kulissien takana -arkisto.
