Jeżowce pokazują, w jaki sposób organizmy reagują na zmiany w środowisku morskim
Światowe oceany zmieniają się szybciej niż kiedykolwiek w ciągu poprzednich 300 milionów lat. W efekcie zwierzęta morskie są narażone na skutki wielu gwałtownych zmian środowiskowych. Jednocześnie wzrasta też dzienna i sezonowa zmienność warunków środowiskowych, takich jak temperatura i zakwaszenie oceanów. Problemem tym zajął się finansowany ze środków UE projekt TERMS-Ocean, a jego uczestnicy zbadali zjawisko plastyczności międzypokoleniowej, czyli mechanizm, za pomocą którego organizmy morskie mogą radzić sobie ze zmianami w warunkach środowiskowych. Badania przeprowadzono dzięki wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie”. Plastyczność międzypokoleniową można zaobserwować, gdy widoczne cechy (na przykład rozmiar) potomstwa zmieniają się stosownie do środowiska, w którym przebywali jego rodzice w czasie rozmnażania. „Potomstwo wykazujące efekty plastyczności międzypokoleniowej jest przystosowane do warunków, w których żyli jego rodzice, lepiej niż w sytuacji, gdyby rodzice ich nie doświadczyli”, tłumaczy badaczka Kathryn Smith.
Porównanie teraźniejszości i przyszłości
W ramach inicjatywy zbadano rolę plastyczności międzypokoleniowej w reakcji ważnych bezkręgowców morskich, jakimi są jeżowce skalne (Paracentrotus lividus), na skumulowane skutki zmiany klimatu i zakwaszenia oceanów. Celem badania było sprawdzenie, czy plastyczność międzypokoleniowa przyczynia się do ograniczenia efektów działania tych stresorów, jeśli są one doświadczane jednocześnie. Choć naukowcy często analizują zmienne, np. temperaturę, w separacji, takie testy nie odzwierciedlają rzeczywistości, w której równolegle zmienia się wiele różnych czynników. „Z tego też powodu zespół TERMS-Ocean przyglądał się temu, w jaki sposób jeżowce reagują na aktualne poziomy temperatury i zakwaszenia oceanów. Naukowcy posługiwali się przy tym zmiennymi odczytami, które odpowiadały zmianom obserwowanym w cyklu pływowym. Oba czynnik sprawdzono później raz jeszcze, posługując się temperaturami i poziomami zakwaszenia, które według prognoz powinny panować w ocenach w roku 2110”, wyjaśnia Smith.
Efekt oddziaływania kilku stresorów
Naukowcy zaobserwowali, że rozmiar jaj składanych przez samicę był powiązany z temperaturą i zakwaszeniem oceanu, a także zmiennością środowiskową (tj. zmiennością w obrębie cyklu pływowego, którą uwzględniono w schematach eksperymentów). Inaczej było ze spermą, której sposób przemieszczania się zależał tylko od zmienności środowiskowej. Bez względu na schemat eksperymentu liczba skutecznych zapłodnień była podobna, ale w każdym scenariuszu zaobserwowano duże różnice indywidualne w proporcji jaj pochodzących od różnych zapłodnionych samic. Na to, czy larwa przeżyje, a także na jej rozwój miały wpływ temperatura i zakwaszenie oceanu oraz zmienność środowiskowa. Najciekawszym odkryciem, którego dokonano w ramach TERMS-Ocean, jest to, jak duże są różnice indywidualne w reakcji na zmianę środowiskową. „Wyniki sugerowały, że jeśli przyjrzymy się reakcji na poziomie pojedynczych jednostek, a nie całej populacji, stanie się oczywiste, że zmiana środowiskowa nie wpływa w ten sam sposób na wszystkie osobniki. O ile niektóre organizmy reagują na zmianę środowiskową negatywnie, inne świetnie się odnajdują w warunkach odpowiadających prognozom dla środowisk morskich w przyszłości”, zauważa Smith. TERMS-Ocean pozwoli nam na lepsze zrozumienie tego, jaki wpływ na gatunki morskie ma zmiana klimatu (temperatura i zakwaszenie). „Odkrycia te przyniosą korzyści sektorowi rybołówstwa, ponieważ pozwolą ocenić potencjał koncentracji na pojedynczych liniach genetycznych, które w przyszłości mogą przynieść większe połowy. Takie informacje posłużą również decydentom i społeczności naukowej, a także szerszemu gronu odbiorców”, podkreśla Smith.
Słowa kluczowe
TERMS-Ocean, ocean, temperatura, zakwaszenie, zmiana środowiskowa, zakwaszenie oceanów, zmiana klimatu, zmienność środowiskowa, plastyczność międzypokoleniowa, Paracentrotus lividus
