Мировой океан кишит от 700 000 до 1 миллиона видов, до двух третей из которых биологи никогда не называли и не описывали. Но даже виды, с которыми мы лучше всего знакомы - моллюски и форель, которых мы едим, медузы, которых мы боимся, и иглобрюх, которых мы боимся и едим, - сохраняют способность удивлять.
Все эти неизвестные существа подчеркивают проблемы, с которыми сталкиваются морские биологи, наиболее очевидной из которых является доступ. Возможно, какой-то вид ныряет слишком глубоко или блуждает в неизвестном океане десятилетиями. Возможно, он издает слишком слабые звуки, чтобы их можно было уловить, или раскрывает свои истинные цвета только в пределах странных видимых длин волн. И, конечно же, сложное взаимодействие между человеком, занимающимся рыболовством, охотой и технологиями, и фауной мировых морей и океанов создает свои уникальные проблемы.(Подумайте о перераспределении инвазивных видов через транспортные средства международной торговли или о влиянии звука лодочного двигателя на некоторых морских обитателей.)
Но непрекращающийся поток новых фактов о видах, как знакомых, так и незнакомых, свидетельствует о марше - или плавании - прогресса в этой области. Чтобы помочь вам замочить ноги, мы выбрали образец последних открытий адмирала, и это не будет стоить вам столько, сколько поездка с сумасшедшим капитаном подводной лодки. Наслаждайтесь.
10: Маленькие морские черепахи делают больше, чем просто ловят дрейф
Родители содрогаются, думая о своих детях как о бесцельных бродягах, но до недавнего времени морские биологи считали, что это буквально верно в отношении некоторых вылупившихся морских черепах. Но когда исследователи из Национальной службы морского рыболовства в Майами использовали крошечные спутниковые трекеры для отслеживания перемещений маленьких зеленых (Chelonia mydas) и черепах Кемпа-ридли (Lepidochelys kempii), пойманных в дикой природе, их ждал сюрприз. По сравнению с контрольной группой свободно плавающих неодушевленных предметов молодые черепахи двигались быстрее и по другим путям.
Это открытие, наряду с более ранним исследованием вылупившихся болванов (Caretta caretta), меняет наше представление о жизненном цикле молодых морских черепах. После вылупления многие морские черепахи, в том числе изучаемые виды, проводят несколько лет незамеченными в открытом океане, загадочный период, который морские биологи называют «потерянными годами». Основываясь на определенных доказательствах, таких как маленькие черепахи, которые иногда появляются там, где океанские течения естественным образом несут их, ученые полагали, что молодые морские черепахи совершают «пассивную миграцию» по прихоти моря. Эти два исследования показывают, что по крайней мере три вида влияют на свою судьбу, плавая.
9: Расширение запретных для рыболовства зон помогает коралловой форели на Большом Барьерном рифе
Большой Барьерный риф развивался в течение миллионов лет, чтобы поддерживать одну из самых разнообразных коллекций животных в мире. Но сегодня его коралловые сообщества площадью 7 700 квадратных миль (20 000 квадратных километров) находятся под угрозой из-за отложений, загрязнения, морских звезд в виде тернового венца и изменений температуры и химического состава..
Теперь есть хорошие новости, по крайней мере, что касается коралловой форели (род Plectropomus). Согласно отчету о прогрессе за 10 лет, промысловая рыба значительно выиграла от шестикратного расширения запретных зон, начатого в июле 2004 года. Этот шаг, в результате которого охраняемые районы увеличились с 5 процентов до почти одной трети изучаемой площади, вызвало споры, поскольку некоторые опасались, что это приведет к увеличению интенсивности промысла в незащищенных районах. Вместо этого форель в запретных зонах превысила минимальный размер улова и, поскольку более крупная форель, как правило, производит больше детенышей, чем более мелкая, произвела достаточно потомства, чтобы поддерживать окружающие зоны на уровне безубыточности. Некоторые данные также свидетельствуют о том, что сокращение рыбной ловли вокруг запретных зон помогло кораллам восстановиться, потому что уменьшилось повреждение лески, которая может повредить кораллы и открыть их для инфекции.
К сожалению, такие программы могут работать только на отдельных участках коммерческого промысла. В тех частях мира, где выживание является перспективой «поймай, как поймаешь», браконьерство, лазейки и другие нормативные проблемы сохраняются. Между тем, глобальное потепление остается самой серьезной угрозой для рифов во всем мире.
8: Личинки рыбы откровенно болтливы
Как и морские черепахи в их вышеупомянутые «темные годы», многие молодые рыбы долгое время считались пассивными существами, плавающими там, где время и приливы могут их унести. И, как и в случае с черепахами, исследователи начали сомневаться в полученной мудрости. Например, когда ученые, участвовавшие в только что упомянутом исследовании Большого Барьерного рифа, отслеживали перемещения личинок коралловой форели, они обнаружили, что детеныши рыб могут плыть против течения, ориентироваться по солнцу и по запаху возвращаться к своему коралловому дому. Личинки других рыб могут контролировать свое вертикальное положение в воде и находить удобные места, чтобы махать плавниками.
Более того, исследование, опубликованное в октябрьском выпуске Biology Letters за 2014 год, впервые показало, что месячные серые люцианы (Lutjanus griseus) могут издавать рычание и стучащие звуки, которые могут помочь им в обучении в темноте.. Аналогичный механизм был предложен для помощи взрослой рыбе в обучении. К сожалению, открытие также демонстрирует еще один аспект жизни в большом соленом море, который может быть нарушен или даже поврежден в результате деятельности человека, например, звуки, издаваемые лодочными моторами..
7: РНК головоногих редактируется чаще, чем повторно используемый микстейп
Приспособляемость животного связана с его генетическим строением, но долгое время у нас было ограниченное представление о том, как работает этот процесс. Это происходит примерно так: ДНК копируется в РНК, которая кодирует определенные белки и устанавливает правильную последовательность аминокислот для их построения. Вы можете изменить способ экспрессии этих белков, говорит модель, но если вам нужны другие, то по большей части вам нужна другая ДНК. Редактирование РНК возможно, но редко и обычно не имеет значения.
Ну, не говорите этого кальмарам и осьминогам, которые, согласно недавнему исследованию, в значительной степени редактируют свою РНК. Эта настройка позволяет головоногим строить белки, для которых в их ДНК нет схемы. Фактически, это позволяет им производить несколько разных белков из одинаковых нитей РНК.
Исследователи подозревают, что такие способности могут существовать где-то еще в животном мире и могут обеспечить более быструю реакцию на требования окружающей среды, чем ожидание мутаций ДНК. По крайней мере, одно исследование осьминогов, опубликованное в февральском номере журнала Science за 2012 год, подтверждает это. Это показывает, что антарктические и арктические виды осьминогов используют редактирование РНК для исправления нейронных дисбалансов, вызванных более холодными водами.
6: Рыба фугу на самом деле не задерживает дыхание
Набухание - не единственный способ защитить рыбу фугу. Он также может защищаться с помощью своего бортовоготетродотоксина - одного из самых токсичных известных ядов. Но если мы на самом деле не едим фугу, как это называют японские гурманы, обычно на ум приходит пыхтение. Это прямо в названии.
До недавнего времени ученые считали, что рыба-фугу совершает вздутие живота, «задерживая дыхание», то есть закрывая жабры и втягивая кислород из окружающей воды с помощью капилляров в своей коже. Это образ соответствует внешности рыбы - поджатые губы, широко раскрытые глаза, налитые кровью «щеки» Диззи Гиллеспи - но в нем также много горячего воздуха.
Согласно исследованию, опубликованному в выпуске Biology Letters за декабрь 2014 года, отечность больше связана с глотанием, чем с одышкой. Оказывается, рыба-фугу на самом деле раздувает себя, заманивая большие глотки морской воды в свой желудок, а затем зажимая орган с обоих концов. Он не только не задерживает дыхание, но и продолжает дышать через жабры, что тоже хорошо, потому что этот процесс дорого обходится рыбе с точки зрения потребления кислорода и поэтому довольно утомляет.
5: Ультрафиолетовый свет намекает на истинные цвета древних ракушек
Любому, кто когда-либо сравнивал выброшенную на берег и обесцвеченную морскую ракушку с живой улиткой в океане, очевидны последствия старения и выветривания. Эти эффекты побледнения могут расстроить охотников за ископаемыми, которым иногда приходится полагаться на цветовые узоры, чтобы отличить одну раковину от другой.
Но, согласно исследованию Джонатана Хендрикса, геолога Университета штата Сан-Хосе, только потому, что мы не можем видеть закономерности, не означает, что их все еще нет. Возьмем, к примеру, раковины древних конусных улиток. При обычном освещении их белые, как кость, формы неразличимы, но если поместить их в ультрафиолетовый свет, они взорвутся величественными завитками и узорами в горошек, которых нет у их современных потомков. Хендрикс использовал этот метод для идентификации 28 видов среди группы раковин Доминиканской Республики возрастом от 4,8 до 6,6 миллионов лет, 13 из которых представляют собой новые открытия.
Ультрафиолет - та же самая длина волны, которая используется в черном свете - открыла другие аспекты биологического мира, ранее скрытые от человеческого глаза. В нем светятся многие скорпионы. Некоторые бабочки используют узоры, видимые в УФ-диапазоне, чтобы заманивать себе партнеров, в то время как хищные виды растений-кувшинов Nepenthes khasiana используют его как маяк, чтобы заманить муравьев на смерть. Для палеонтологов ультрафиолетовый свет может указывать на рисунок оперения пернатых динозавров.
Что касается раковин, предстоит еще много работы, прежде чем ученые смогут определить, почему они флуоресцируют в УФ-диапазоне, процесс, который, по-видимому, связан с воздействием кислорода.
4: Доколумбовый туберкулёз поплыл в Америку на морских плавниках
Коровы. Их обвиняют в Великом чикагском пожаре, в том, что они взрывают амбары своим метеоризмом и ввергают города во тьму из-за трения электрических столбов. Но благодаря генетическому анализу ДНК туберкулеза, взятой из трех перуанских скелетов возрастом от 700 до 1000 лет, они, возможно, наконец-то будут признаны виновными в более серьезном преступлении: в происхождении бактерии, которая позже перешла от одного вида к другому. вызывают туберкулез у человека. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature от 20 августа 2014 года, это сомнительное отличие теперь принадлежит тюленям.
На самом деле ластоногие не столько породили болезнь, сколько перенесли ее в Новый Свет. Новое исследование предполагает, что туберкулез возник в Африке около 4 000-4 400 лет назад и произвел семь штаммов, некоторые из которых перешли к животным, а затем вернулись к людям. Объяснение тюленей подтверждается тем фактом, что древние перуанцы использовали инструменты, сделанные из останков тюленей, и изображали тюленей и охоту на тюленей на своей керамике. Теория помогает объяснить, как они могли заразиться туберкулезом, когда в то время не существовало сухопутного пути в Новый Свет.
3: Морские котики играют в точки и квадратики с ветряными электростанциями, чтобы найти еду
Одна из особенностей тонущих морских сооружений заключается в том, что некоторые виды морских обитателей не любят ничего лучше, чем фундамент, якорь среди изменчивых морских приливов, где они могут строить, находить пищу или просто тусоваться. Мы стимулировали формирование рифов, воспользовавшись этим фактом, и мидии и крабы-приспособленцы тяготеют к убежищу, предлагаемому затонувшими базами морских ветряных мельниц по тем же причинам.
Конечно, там, где есть фураж, обязательно будут собиратели, как обнаружила Дебора Дж. Ф. Рассел из Университета Сент-Эндрюс в Шотландии, когда она и ее коллеги использовали устройства GPS для отслеживания перемещений гавани и серых тюленей (Phoca vitulina и Halichoerus grypus) возле морских ветряных электростанций в Европе. Как описано в выпуске журнала Current Biology от 21 июля 2014 г., они заметили, что 11 из 200 тюленей совершили серию рывков к каждой турбине, вычерчивая четкую сетку, соответствующую конфигурации турбин, и задерживаясь в каждом «узле». искать еду. Поскольку ветряные электростанции были добавлены относительно недавно, велика вероятность, что элитные 11 были особенно новаторскими ластоногими.
2: Заразный рак моллюска
Подавляющее большинство раковых образований остаются в наших внутренностях, настраивая наши собственные тела против нас самих. Мы не думаем о том, что они распространяются на других носителей, как упадок или болезнь. Тем не менее, биологи обнаружили по крайней мере два вида рака, которые делают именно это: один угрожает тасманским дьяволам и распространяется через укусы, а другой передается собакам половым путем. Теперь, согласно статье в журнале Cell, они обнаружили третий, похожий на лейкемию агент, который поражал моллюсков с мягкой оболочкой (Mya arenaria, также известных как пароходы и маленькие шейки) от Мэна до Чесапика в течение последних 40 лет. лет.
Исследователи давно знали о раке моллюсков, но сосредоточили свои поиски причины на элементах окружающей среды и, в последнее время, на возможном вирусе. Но когда они исследовали ДНК раковых клеток моллюсков по всему региону, они обнаружили нечто совершенно удивительное. Вместо того, чтобы напоминать гены своих моллюсков-хозяев, как ожидалось, раковые клетки были клонами одного генетического источника, предположительно некоего ракового «нулевого моллюска», от которого рак изначально ускользнул и распространился. Такой механизм опасен для рака не только потому, что его клетки не могут долго выживать вне хозяина, но и потому, что каждый раз, когда они распространяются, им приходится сталкиваться с иммунной защитой жертвы.
Исследователи планируют изучить похожие заболевания, которые поражают моллюсков, мидий и устриц, чтобы выяснить, поражают ли и их подобные морские метастазы.
1: Мусорщики глубин выкапывают мертвых медуз в конце концов
Медузы долгое время были источником беспокойства для пловцов, рыбоводов и любых машин с океаническим водозабором. Но в последнее время они стали головной болью для океанографов, которые должны понять, почему цветение медуз растет, и как это увеличение угрожает нарушить баланс жизни в океанах Земли - и это только среди живых. Потому что мертвые медузы, по-видимому, тоже представляют собой проблему: когда происходит массовое вымирание, кажется, что их тела просто превращаются в желе на дне океана, где падальщики, по-видимому, воротят от них свои коллективные носы. Или мы так думали.
Благодаря экспериментам, проведенным Эндрю Свитманом из Международного исследовательского института Ставангера и его коллегами, опубликованным в декабрьском выпуске Proceedings of the Royal Society B за 2014 год, мы теперь знаем, что падальщики, такие как крабы и миксины, на самом деле едят на желе с таким же аппетитом, как и на скумбрию. Это важно, потому что это означает, что медузы являются неотъемлемой частью]углеродный цикл, а не какой-то мертвый тупик.
Так почему путаница? Возможно, что предыдущие наблюдения зафиксировали только массовые вымирания и/или наблюдения проводились в районах, где не было падальщиков, питающихся желе. В других районах скорость, с которой поедаются медузы (около двух часов в эксперименте), могла устранить любые контрастные случаи до того, как они были обнаружены.
Примечание автора: 10 последних прорывов в морской биологии
Эта статья была очень забавной. Я только хотел бы, чтобы у меня было больше места для описания методов, использованных в некоторых из этих остроумных исследований. Надеюсь, у вас будет возможность посмотреть некоторые из них.
Как бы мне ни нравилось читать о недавно открытых видах, я думаю, что получаю еще больший кайф, когда узнаю какой-то новый факт о знакомом существе или, что еще лучше, обнаруживаю, что давно принятая идея не выдерживает никакой критики. после всего. Изучая эту статью, я нашел примеры всех трех.