Tengeri ökológia A medúza titkos sodrása - a tudomány spektruma
Tengeri ökológia: A titokban sodródó medúza
Jennifer Purcell a Skookum kutatóhajó fedélzetén áll, és figyelmesen megfigyeli, miközben gémje három méter hosszú planktonhálót húz a washingtoni állam Olympia közelében fekvő Puget Sound mélyéből. Miért van a tengerbiológus esőruhában ezen a napsütéses napon, augusztus közepén, megmagyarázzák, amikor az ő irányába integet a holdmedúza (Aurelia aurita) vízleöntő terhelése. A nyálka csöpög a kidudorodó hálóból, és a hosszú csápok úgy lógnak, mint egy horrorfilmben. Az Anacortes-i Nyugat-Washingtoni Egyetem Tengeri Központjának tudósa nem bánja. Purcell feltekeri az ujját, mindkét kezével a nyálkás háló közepébe nyúl, és csak az állatok számlálásának és mérésének tapasztalatával kezdi, amelyet csak 40 éves kutatás nyújthat.
Kevés más tengerbiológus osztja lelkesedését a ostoba állat iránt. Ezért Purcellnek mindig is küzdenie kellett a projektjeinek finanszírozásáért, és mindig megpróbálta meggyőzni a többi óceánkutatót a medúza fontosságáról - gyakran hiába. Az egyik legnagyobb akadály az állatok jellege, amelyek 95% -nál több vizet tartalmaznak és a tengeri állatok normál halászhálóiban gyorsan szétszakadnak. Egy másik dolog, amelyet sok biológus lát a medúzában, nem más, mint egy jelentéktelen ökológiai zsákutca: sós vízzel töltött léggömbök, amelyek gyakorlatilag nem tartalmaznak tápanyagokat ragadozók számára - eltekintve talán egy maroknyi speciális vadásztól, például a bőrhátú teknőstől (Dermochelys coriacea) a medúza nagy számban való felfalása. "Valóban nagyon nehéz volt meggyőzni a halászati kutatókat a medúza fontosságáról."
De úgy tűnik, ez lassan változik. Ma az amerikai NOAA ügynökség (National Oceanic and Atmospheric Administration) két halbiológusa a fedélzeten van; Korábban érdeklődött a régió gazdag lazacállománya iránt. Néhány évvel ezelőtt azonban felfedezték, hogy a lazac zsákmánya, mint például a hering és a szaga, a szoros különböző területein található, mint a medúza. Most azt akarják megvizsgálni, hogy mely ökológiai tényezők játszanak szerepet, és hogyan befolyásolják a gazdaságilag érdekes halfajok populációját.
"Mindannyian túl sokat nézünk az élelmiszerlánc tetejére" (Andrew Jeffs)
De először is tudni kell, hogy hány medúza van a környéken. Ezt több módszer kombinálásával kell megmutatni. Egyrészt a hidroplán határozza meg az elszigetelt medúza-gyűjtemények, a "smackek" számát és eloszlását, ahogy a kutatók ingatag kupacoknak nevezik. Másrészt az egyik planktonhálót víz alatti kamerával szerelték fel, amellyel megtudható, hogy milyen mélyen vannak a smackek.
Correigh Greene az egyik NOAA-tudós a fedélzeten. Ha a medúza valóban hatással van a lazacpopulációkra, azt mondja: "akkor valahogy követnünk kell".
A norvég fjordoktól kezdve a Csendes-óceán déli részének hatalmas szabad területein a tengerbiológusok mindenütt a legújabb módszereket alkalmazzák, hogy többet megtudjanak a medúza ökoszisztémában betöltött szerepéről. A mozgatórugó a tengerek egészségével kapcsolatos aggodalom. A medúzák Ázsiában, Európában és másutt történt invázióiról szóló médiajelentések sokakat attól tartottak, hogy a bivaly akár átveheti az irányítást a tengerek felett. De már a tapasztalt tengeri ökológusok is meggyőződhetnek arról, hogy a medúza korántsem olyan lényegtelen, mint sokáig gondolták.
Többféle sós vizes lufi
"Mindannyian túlságosan az élelmiszerlánc tetejére nézünk" - mondta Andrew Jeffs, az új-zélandi Aucklandi Egyetem tengerbiológusa. "De ezek a dolgok itt, ez a vödör a vödrökben fontos az élelmiszerláncok működése és általában az egész bolygónk számára."
A szóban forgó állatok a föld legkorábbi többsejtű életformáinak leszármazottai. A medúza legrégebbi kövülete több mint 550 millió évvel ezelőtt származik. Egyes tudósok szerint akár 700 millió évvel ezelőtt is létezhettek volna, jóval az első halak előtt.
A medúzák is elképesztően sokfélék. Néhány apró szűrőadagoló vadászik a zooplanktonra, amelyből kevés más állat táplálkozhat. Mások óriási ragadozók, kétméteres esernyőkkel és csápokkal, amelyek olyan hosszúak, hogy egy iskolabusz körül tudnak tekerni - háromszor. A medúza a cnidariaiakhoz (Cnidaria) tartozik, és szúró sejtjeik vannak, amelyek mérgével egyes fajokban akár ember is megölhető. Egyes kutatók medencének nevezik az óceán összes nyálkás puha testformáját; mások inkább a "kocsonyás zooplankton" kifejezést részesítik előnyben, amely igazolja ezen állatok hihetetlen sokféleségét, amely az állatvilágban több phylához is hozzárendelhető. Egyes fajok valószínűleg közelebb vannak az emberhez az élet fájában, mint más medúza. Bárhogy is hívja őket, a jelenlegi besorolás főként a kiemelkedő közös jellemzőiken alapul - nevezetesen egy testalkaton, amely nagyrészt vízen alapszik.
Ez azt jelenti, hogy gyakran alig ismerhetők fel. Sokan kitérnek a közelebbi kutatások elől életmódjuk miatt messze a tengerben vagy mélyen a fénytől elárasztott zóna alatt. Gyakran olyan fürtökben élnek, amelyek egymástól messze vannak, és rendkívüli ingadozásnak vannak kitéve. Ez teszi olyan problémássá az állatok pontos számának meghatározását. Ráadásul a teste törékeny és nincs szilárd alkatrésze. "A medúzákat nehéz megtalálni a ragadozók gyomrában" - magyarázza Purcell. "Lenyelés után azonnal péppé válnak, és nagyon gyorsan emészthetők."
A legtöbb tengerbiológus számára egyszerűen bosszantó, amikor egy medúza-gyülekezet útjukba kerül. A nyálka eltömíti a gyűjtőhálókat.
"Nem arról van szó, hogy magunk mögött hagytuk volna őket" - mondja Jonathan Houghton, az észak-írországi Queen's University Belfast. - Még aktívan elkerültük őket.
De az elmúlt 15 évben ez egyre nehezebbé vált. 2003 óta a mediterrán part mentén a nyári hónapokban ismételten hatalmas medúza-virágzás következett be, ami a fürdőzők és a hatóságok körében fájdalmas égési sérüléseket okozott a strandok bezárásáért. 2007-ben egy mérgező medúza-iskola elsodródott egy észak-írországi lazacfarmba, megölve a teljes 100 000 halállományt. Az atomerőműveket pedig többször átmenetileg le kellett állítani, mert a medúza elzárta hűtőcsöveiket.
A bivaly felkelése
Az ilyen hírek végül arra késztették a tudósokat, hogy alaposabban tanulmányozzák a lényeket. Luis Cardona tengerbiológus, az Universidat de Barcelona korábban tengeri teknősöket és oroszlánfókákat vizsgált. 2006 óta azonban munkájának nagy részét medúzáknak szentelte. Ennek oka az volt, hogy minden nyáron tömegesen előfordult a Pelagia noctiluca tűzmedúza, amely azzal fenyegetett, hogy állandó problémává válik a spanyol tengerparti vendégek számára. Különösen aggasztotta az a spekuláció, hogy a medúza tombolni fog, mert ellenségeik számát a túlhalászás jelentősen csökkentette. "Tudományos szempontból úgy tűnt, nem sok anyag áll mögötte" - mondja. "De a lakosság és a politika erre az ötletre orientálódott, ezért szerettem volna alaposabban megvizsgálni."
Cardona új analízis módszert alkalmazott stabil izotópokkal. A szén és nitrogén kémiai ujjlenyomatának felhasználásával az állatok szövetében meg tudta állapítani, hogy mit ettek. Csapata 20 ragadozófajt és 13 potenciális zsákmányt elemzett a Földközi-tengerről, és meglepő eredményeket ért el. Mérései szerint a kékúszójú tonhal, a kis tonhal (Euthynnus alletteratus) és a mediterrán lándzsahal (Tetrapturus belone) étrendje főleg medúzákból állt. A fiatal kékúszójú tonhalban a medúza tette ki az étrend 80 százalékát. "Modelljeink szerint valószínűleg ők a fiatal kékúszójú tonhal elsődleges zsákmányai" - mondja Cardona.
Néhány kollégának azonban kétségei vannak az eredményekkel kapcsolatban. "Biztos vagyok benne, hogy ez nem igaz" - mondja Purcell. A gyorsúszóknak "nagyobb az energiaigényük, mint bármely más állatnak. Halakra van szükségük ételhez, mindenképpen valami jó minőségű és magas kalóriatartalmú". A stabil izotópok technikája megnehezíti vagy lehetetlenné teszi a hasonló táplálékspektrummal rendelkező zsákmányállatok megkülönböztetését, például a medúza és a krill között, amelyek mind fitoplanktonot fogyasztanak.
De Cardona kitart az eredményei mellett, nem utolsósorban azért, mert a tonhal gyomortartalmának elemzése egyértelműen jelezte, hogy medúza és krill egyáltalán nem található meg. Ezen túlmenően kutatásait más adatok is alátámasztják, amelyekben laboratóriuma bizonyítékként zsírsavakat használt. "A Földközi-tenger nyugati részén található nyílt tengeri ökoszisztémában a medúza valószínűleg sokkal nagyobb szerepet játszik, mint azt eredetileg gondolták.".
A kutatók másutt is ugyanerre a következtetésre jutottak. A 2010/2011-es antarktiszi expedíció során Simon Jarman molekuláris ökológus csaknem 400 ürülékmintát gyűjtött az adeli pingvinekből (Pygoscelis adeliae). A cél az volt, hogy többet megtudjanak ennek az állatnak az élelméről, amelyet feltehetően a klímaváltozás fenyeget. 2013-ban a kingstoni ausztrál Antarktiszi Osztály kutatója közzétette adatait a minták DNS-elemzéséről: Eredményei szerint a medúza viszonylag gyakran szerepel ezen pingvinek étlapján. A még nem publikált adatok lehetővé teszik hasonló következtetések levonását a déli óceán többi tengeri madárára vonatkozóan.
Medúza a gyomorban
"Albatroszok, gentoo-pingvinek, királypingvinek, címeres pingvinek és rockhopper-pingvinek - mindannyian újra és újra esznek medúzát" - magyarázza Jarman. "Persze nem ők a leginkább kalóriatartalmú táplálékforrások, de mindenhol megtalálhatók az óceánban, és sok csúcsragadozó számára hozzájárulnak az étrendhez."
A medúza testének egyes részei táplálóbbak, mint mások. Például azt figyelték meg, hogy a halak csak a reproduktív medúza ivarmirigyeit ették-e meg, vagyis pontosan kiszedték az állatok legenergikusabb szöveti részeit.
A DNS-elemzés segítségével a tudósok azt is kiderítették, hogy a medúza hogyan szolgál menedékként más élőlények számára a nyílt óceánon. Régóta ismert, hogy a kisméretű halak, kagylók és más apró tengeri élőlények a medúzákhoz kapcsolódnak, és így a vízen keresztül vonszolhatók. Az elmúlt években kiderült, hogy ők is élvezik közlekedési eszközeiket.
A Csendes-óceán déli részén és az Indiai-óceán mélyén Jeffs az ausztrál homár (Panulirus cygnus) szinte ismeretlen fiatalkori stádiumait vizsgálta. Amikor 2011-ben Nyugat-Ausztrália partjaitól mintegy 350 kilométerre expedícióra ment, hogy planktonot gyűjtsön, elkapott egy nagy salp (Thetys hüvely), egy hordó alakú, kocsonyás zubbonyt is. A fogás tucatnyi homár lárvát is tartalmazott, amelyek közül hatat a kutatók találtak közvetlenül a salpenben. Amint a belső részeik DNS-elemzése kimutatta, a lárvák megették gazdájukat.
Jeffs most azt gyanítja, hogy a kagylók, amelyek évente mintegy 2 milliárd dollár értékben tartanak halipart, nagyban függenek ettől a kapcsolattól. "A lárvák olyannyira sikeresek a nyílt óceánon" - magyarázza -, hogy alapvetően egy nagy, lebegő húsdarabhoz rögzíthetik magukat, legyen az salpa vagy medúza, és néhány hétig éljenek rajta a legkisebb mennyiségű energiát is össze kell gyűjtenie. "
Hova mentek?
Úgy tűnik, hogy más helyeken is a medúza szerepet játszik az ökoszisztémában, amelyet a kutatók egyre fontosabbnak tartanak, például a tápanyagok szállítását a tenger különböző zónái között. Ezt Andrew Sweetman biokeanográfus mutatta be a norvégiai Stavanger Nemzetközi Kutatóintézetből, amikor a "zselés eséseket" vizsgálta. Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor a medúza virágzása hirtelen véget ér, és nagyszámú elhalt medúza süllyed a tenger fenekére.
2010 novembere óta Sweetman rendszeresen leengedi a kamerarendszert 400 méter mélyre a délnyugat-norvégiai Lurefjord padlóján, hogy megfigyelje a medúza sorsát, amely újra és újra nagy számban fordul elő. Másutt arról számoltak be, hogy ilyen esetekben elhalt medúza halmozódik fel, csökken az oxigénszint és mérgező állapotok alakulnak ki. De Sweetman meglepetésére szinte egyetlen döglött medúzát sem talált a Lurefjord alján. "Ennek semmi értelme nem volt" - emlékezik vissza.
Rájött, mi történt ott 2012-ben. A fjord újabb kutatási útján csapdákat csalt be halott medúzákkal, és videokamerákkal együtt a mélybe süllyesztette őket. Csodálkozva látta, hogy a szemetelők egy pillanat alatt felfalták a medúzákat. "Csak azt feltételeztük, hogy semmi nem fogja megenni a medúzát" - mondja.
Visszatérve a szárazföldre, Sweetman kiszámította, hogy az elhalt medúza 160 százalékkal növelte a fenékig érő nitrogén mennyiségét. Minden energiád visszatért az élelmiszer-hálóba, ahelyett, hogy elveszett volna a lebomlás következtében, amint azt a kutatások korábban feltételezték. Sweetman mára nagyon hasonló eredményeket ért el, de nagyobb mélységből, a Csendes-óceán távoli régióiban található, távirányítású búvárrobotok segítségével. "Ez megfordítja a régi paradigmát, miszerint a medúza zsákutca az élelmiszer-hálóban" - mondja Sweetman.
Az erre adott reakciók egészen mások voltak. Richard Brodeur, a NOAA halbiológusa az oregoni Newportból, elmagyarázza, hogy az adatok nem változtattak azon a tényen, hogy a kereskedelmileg fontos tengeri élőlények főleg halakból és apró kagylókból, például krillből táplálkoznak. Ha a medúza bárhol megszerzi a jelentőségét, az a ragadozó és az élelmiszer-versenytárs szerepe révén történik, különösen ott, ahol a populációjuk nincs kontroll alatt. Az egyik folyamatban lévő vizsgálata során néhány kereskedelmileg fontos lazacfaj gyomortartalmát vizsgálja, például ezüst lazacot (Oncorhynchus kisutch) és királyi lazacot (Oncorhynchus tshawytscha). Azokon a területeken, ahol sok a medúza, Brodeur csapata kevesebb ételt talált a hal gyomrában, mint azokban a régiókban, ahol kevesebb a medúza. A nagy számú medúza valóban negatívan befolyásolhatja a fontos halászhalakat - magyarázza: "Ha gazdag halállományra vágysz, valószínűleg sok medúza nem olyan hasznos számodra."
Más kutatók remélik, hogy az új eredmények valamelyest csillapíthatják a medúza növekvő démonizálását. Egy 2013-as könyvfejezetben Houghton és három társszerzője kiemelte a medúza pozitívumait, talán arra válaszul, hogy "az emberek meggondolatlanul megvitatják a medúza nagyszabású eltávolítását az óceánról". Ha a medúza olyan fontosnak bizonyulna a jövőbeni tanulmányokban, mint néhány kutatás most sugallja, akkor a ostoba állatok tömeges megjelenése valószínűleg sokkal jelentősebb lesz, mint a kutatók elképzelték.
Visszatérve a Puget Soundba, a NOAA kutatója, Greene, az egyik halászhálóhoz rögzített kamerán keresztül megnézi a medúza "szagának" mérését. A képen látható, hogy a kamera lassan süllyed át a krémes fehér golyók sűrű tömegén. Csak mintegy tíz méter mélységből kezdenek elvékonyodni a medúza. Greene később durva becslésre vállalkozik: "Két és fél-három millió" - mondja. És rövid szünet után: "Ez sok medúza."
Pontosabb számítás következik. Most az összes iszapot le kell permetezni a hajó fedélzetéről. Ha ez megtörtént, beindulnak a motorok - a következő medúza-halom már vár.