מדי אביב הופכים שרימפס צעירים בים התיכון מזכר לנקבה - שלב חשוב בהתפתחות הרבייה שלהם. שינוי זה מתרחש כתוצאה משפע של סוג מסוים של מיקרו-אצות שהשרימפס הניאון-כהים מדי פעם מסתמכים עליהן כדי לשרוד את המין שלהם. עם זאת, ככל שהחמצת האוקיאנוס תתעצם, הדבר עלול לשנות את איפור הכימיקלים של המיקרו-אצות, ובכך עשוי לעורר את התקדמות הרבייה של השרימפס ולאיים על קיומם, כך מדווחים החוקרים השבוע ב- PLOS ONE .
השרימפס, Hippolyte inermis Leach, סועד על סוג ספציפי של מיקרוגלגיות הנקראות Cocconeis scutellum parva, אשר פורח באחו של עצי הים של הים התיכון, כולל פתחי אוורור מחוממים במפרץ נאפולי. אכילת המיקרו-אצות מווסתת את מחזור הרבייה של השרימפס.
מדענים מוקסמים מהתפתחות מינית של שרימפס קטן ומשונה זה שנים. אף על פי שיטוי בהיפוליט נחשב להרמפרודיט כמו סרטנים רבים אחרים, הוא יוצא דופן בכך שהוא עובר במהירות מזכר לנקבה מבלי לעבור מעולם שלב ביניים עם תכונות של שניהם. מערכת היפוך מין זו כוללת שתי עונות רבייה מובהקות. במהלך הסתיו כאשר המיקרו- אצות קוקקוניס נדירות, רוב השרימפסים הנולדים נולדים זכרים. לאחר האביב, הגונדות הזכריות שלהם מתיישנות ונושרות בנה אחד ושחלה מתפתחת.
אך שרימפס צעירים יותר שנולדו באביב כאשר המיקרו-אצות בשפע יכולים להתפתח מייד לנקבות על ידי מעבר מהפך מיני עוד יותר. מחקרים קודמים הראו כי קוקקוניס אחראית לשינוי מהיר זה. על ידי שחרור תרכובת שעדיין לא ידועה כאשר אוכלים אותם, קוקונוני הורג את התאים בבלוטת המין הגברית של השרימפס, וגורם לו לעבור בטרם עת. מתג האביב הזה עוזר להחזיר את האיזון לאחר שהאוכלוסייה נפגעת בחורף כאשר טורפים, כמו דג עקרב שחור, טורפים את השרימפס.
מחבר המחקר הראשי Mirko Mutalipassi, ביוטכנולוגיה ימית בשטוזיונה זואלוגיקה אנטון דוורן בנאפולי, מדגיש כי התלות של השרימפס במיקרו-אצות כה חזקה עד כי גידול האוכלוסייה שלהם מסתדר עם פריחת המיקרו-אצות.
"זה באמת חשוב לשרימפסים האלה", אומר מוטליפסי. "זהו הגורם המייצב לאוכלוסיה הטבעית שלהם, מכיוון שהוא מאפשר לשרימפס יכולת לייצר הרבה ביצים ולהימנע ממחיקה בגלל טורפים."
נוכחותם של קשר כה חזק בין צמח לבעלי חיים בתנאים חומציים עוררה השראה במוטליפסי להשתמש בו ככלי לבחינת ההשפעה של חמצון אוקיינוס מוגבר על מערכת אקולוגית זו. "אני באמת מוקסם מהאבולוציה, הן מבחינה פיזיולוגית והן מבחינה מולקולרית", הוא אומר. "זו דרך מעניינת מאוד לבדוק כיצד שני אורגניזמים מתקשרים זה עם זה. זה גם מודל טוב לבחון את ההשפעה של שינויים גלובליים על מיקרו-אצות וחסרי חוליות. "
מוטליפאסי וחבריו המשותפים ולריו זופו וואלריו מַצְלָה, שניהם חוקרים בסטזיונה זולוג'יקה, השתמשו באוכלוסיית השרימפס כגישה כדי לבדוק מה קורה להרכב הכימי של המיקרו-אצות ככל שהאוקיאנו הופך לחומצי יותר. צוות המחקר גידל את קוקקוניס בשתי רמות חומציות שונות: האחת בתנאים הנוכחיים, ואחת בהתבסס על עליית החומציות באוקיינוס במהלך המאה הבאה ככל שרמות הפחמן הדו-חמצני עולות. לאחר מכן הם האכילו שרימפס בן יומו באחת משתי קבוצות המיקרו-אצות, וצפו אם יש להם מספר שונה של נקבות, מה שמעיד על שינוי במתחם של המיקרו-אצות המניע את התפתחות השרימפס.
תוצאות הקבוצה היו מפתיעות. בשונה מכמה מיקרו-אצות אחרות שלא הצליחו לשגשג תחת רמות CO 2 גבוהות, Cocconeis פרח, וגדל פי ארבעה תאים בתנאים חמורים. עלייה זו בצמיחה מרמזת כי למיקרו-אצות יכול להיות יתרון תחרותי באוקיינוסים המחומשים בעתיד.
לעומת זאת, השרימפס שניזון ממיקרו-אצות שגדלו ברמות גבוהות יותר של חומציות מים הסתיים בכמחצית הנקבות הרבות כמו השרימפס שניזון מהמיקרו-אצות הרגילות. הבדל דרסטי שכזה מעיד כי ניתן לשנות את התרכובת הכימית ההורסת את בלוטות המין הזכריות של השרימפס על ידי התנאים המוחמצים, ומייצרת פחות נקבות. במילים אחרות, קוקוסוני משגשג, אבל השרימפס סובל.
"עבודה זו היא דוגמה מסודרת לחוקרים שדחפו מעבר לכמה מהשאלות הבסיסיות בנושא הישרדות וצמיחה של אורגניזם יחיד כדי לבחון גם את מערכות היחסים בין מינים", אומר הביולוג הימי קייטלין לודר ממכון סקריפס לאוקיאנוגרפיה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו. בדוא"ל. "כדי להבין טוב יותר כיצד ייראו המערכות האקולוגיות הימיות שלנו בעתיד, חשוב להפליא לבדוק את האינטראקציה בין רמות טרופיות, דבר שיכול להיות קשה לעשות במסגרת מעבדה."
שינויים דקים כביכול שיכולים לגרום להשפעות דומינו במערכת אקולוגית הם סמלים של השפעת שינויי האקלים. ככל שהחמצת האוקיאנוס ממשיכה לשבש את תנאי מי הים, החוקרים מתערבלים כדי ללמוד כיצד שינויים כאלה עשויים להשפיע אפילו על צורות החיים הזעירות ביותר בכוכב הלכת שלנו.
לודר, שלא היה מעורב במחקר זה, טוען כי לימוד שינויים בהתנהגויות של אורגניזמים הוא קריטי לשם הכרת המודעות לסביבה המשתנה. "רק על ידי שאלות אלה הנוגעות למעבר מיני של שרימפס ... אנו המדענים יכולים לקבל מושג טוב יותר כיצד נראים האוקיינוסים בעתיד, " היא אומרת. "וחשוב מכך, [אנחנו יכולים] לקבל סיפורים נוספים על ההשפעות הפוטנציאליות של החמצת האוקיאנוס כדי להגביר את הדאגה הציבורית מהשינוי המתמשך באוקיינוסים שלנו."
מוטליפסי מחזיק בדעות דומות, וטוען שהתרכובת הכימית היא באמת "מידע כימי" לסביבה - גרסה תת מימית של כנרית במכרה פחם.
"אנו יודעים כעת שהחמצת האוקיאנוס עלולה לשבש מערכת יחסים אקולוגית עדינה שהתפתחה במשך מיליון שנה", אומר מוטליפסי. "פירוש הדבר שיש לנו השלכות אידיוסינקרטיות עם השינויים שאנחנו עושים בעולמנו."
הוא גם מצביע על כך שמערכת היחסים בין מיקרוגל-שרימפס היא רק אחת מיני רבות שיכולות להיות מושפעות. "ההשפעה של החמצת האוקיאנוס גדולה יותר ממה שאנחנו רואים במחקר, " הוא אומר. "אנחנו רק מסתכלים על חתיכה קטנה של הפאזל."
