Ženke morskog ježinca pripremaju svoje mlade za teže okolišne uvjete

Prilagodba prirode na klimatske promjene - jedan divan primjer iz morskih dubina

Povećana koncentracija hranjivih tvari u oceanima te otapanje ugljikovog dioksida iz atmosfere uzrokuju smanjenje pH vrijednosti oceana, to jest oceani postaju kiseliji. Jedini izlaz za morski svijet je njihova prilagodba novim uvjetima života. Novo istraživanje otkrilo je elegantan način prilagodbe morskih ježinaca čije ženske jedinke mijenjaju genom potomstva već u ranom razvojnom stadiju kako bi ih pripremile za stresne vanjske životne uvjete.

Brižne majke na oceanskom dnu

Prema novom istraživanju, izloženost ženke ljubičastog morskog ježinca (Strongylocentrotus purpuratus) stresnim uvjetima okoline poput niske pH vrijednosti, rezultira izdržljivijim, većim potomstvom.

„Poznato je da je ova pojava moguća kod riba i drugih, sličnih vrsta, no nikada je nismo proučavali u kontekstu klimatskih promjena u morskoj ekologiji šuma morske trave – kelpi“, navodi koautorica istraživanja Gretchen Hofmann, predsjednica Kalifornijskog sveučilišta, s Odjela za ekologiju, evoluciju i morsku biologiju Santa Barbara. „Ovaj projekt traga za dokazom brze prilagodbe organizama kao odgovor na promjene u oceanu, a smatramo da smo ga i pronašli.“

Jedinstvena prilagodba u kiselom okolišu

Potaknuti dinamičnim promjenama pH vrijednosti zbog kretanja vode bogate hranjivim tvarima prema površini oceana, istraživači su uzeli ježince iz kanala Santa Barbara (Kalifornija) i odnijeli ih u laboratorij. Životinje su tako uzgajali u laboratoriju oko četiri mjeseca do prvih zrelih jajašaca ženki - proces naziva gametogeneza. Nakon mrijesta i oplodnje jajašaca, istraživači su ispitali embrije.

Bitno je istaknuti da su prikupljeni ježinci na početku podijeljeni u dvije grupe koje su se zatim održavale u laboratoriju pri različitim pH vrijednostima - jedna grupa pri nižem pH, što odgovara uvjetima kiseljenja oceana, i druga u uvjetima normalnog pH oceana bez povećane koncentracije hranjivih tvari. Istraživači su zatim usporedili obilježja potomstva tih dviju grupa.

„Rezultati su iznenađujući“, rekla je Hofmann. „Gotovo kao da ženka može osjetiti da njezino potomstvo mora biti pušteno u izazovne, promijenjene uvjete okoliša za vrijeme razvoja ranih faza embrija. Kao odgovor, ona oprema svoje potomstvo dodatnim „alatima“ za suočavanje sa stresnim uvjetima okoliša. To je kao da im spakira ruksak sa stvarima koje bi im vani mogle zatrebati, na primjer, dodatne lipide.“

Koristeći se tehnologijom sekvencioniranja budućih generacija, znanstvenici su pregledali svaki aktivirani gen u zametku kako bi stvorili snimak fizioloških reakcija mladih ježinaca na okolne uvjete koji su ih dočekali.

„Rezultati dvije ispitane grupe bili su različiti“, navodi glavna autorica istraživanja Juliet Wong, diplomantica u Hofmannovom laboratoriju. „Ličinke ježinaca ženki izloženih uvjetima niskog pH imale su više aktiviranih gena i bile su bolje pripremljeni za nošenje sa stresnim, promijenjenim uvjetima okoline. Vidjevši to, bili smo prilično iznenađeni.“

Jedan od mehanizama koji utječe na promjene u ekspresiji gena je epigenetska promjena - promjena u genima koja nije uzrokovana promjenama u DNK. Ženke mogu promijeniti genom svojih potomaka i tako uzrokovati drugačiju ekspresiju određenih gena.

Dobra priprema zlata vrijedi!

„Ovo istraživanje pokazuje da je brz odgovor prilagodbe vjerojatno moguć kod mnogo organizama“, objašnjava Hofmann. „Prije jednostavno nismo gledali na te „majčinske učinke“ u kontekstu klimatskih promjena. Budući da ženke ljubičastog morskog ježinca mogu utjecati na izgled i sposobnosti svojeg potomstva kako bi ih pripremile za budući potencijalni stres promijenjene okolne, ježinci su razvili svoj alat za suočavanje s posljedicama klimatskih promjena.“

Istraživači diljem svijeta proučavaju može li ova vrsta mehanizma biti moguća i u drugim morskim organizmima poput tropskih koralja ugroženih zagrijavanjem oceana. Za Hofmannov tim, sljedeći korak je pobliže ispitati prijelaz genoma u fenotip i pokušati replicirati ove nalaze u drugim organizmima oceana.

Članovi laboratorija već su započeli s eksperimentima na terenu kako bi ispitali ulogu epigenetike u šumama morske trave kelpe, kao dio istraživanja u sklopu projekta Coastal Long Term Ecological Research u Santa Barbari.

„Za sada“, dodaje Hofmann, „znamo da ženke morskih ježinaca mogu pripremiti svoje potomstvo za teže okolišne uvjete tako da su naši rezultati, u jednu ruku, obećavajući te pružaju mogućnost za daljnja istraživanja.“

 

Barbara Kalebić / Ekovjesnik / (Fotografija: Ed Bierman / Flickr

 

VEZANE VIJESTI

I u Škotskoj zabranjeni plastični štapići za uši!

Škotska je prva u Ujedinjenom Kraljevstvu službeno zabranila proizvodnju i prodaju plastičnih štapića za uši. Zaštitnici okoliša su oduševljeni ovom zabranom kojom će se utjecati na smanjenje količina ove opasne vrste otpada te zaštititi životinjski svijet i morski ekosustavi.

Borba za spas koraljnih grebena na Havajima

Oko petine koraljnih grebena na svijetu je mrtvo, a preživjeli koralji pod stalnom su prijetnjom ne samo klimatskih promjena, već i algi. Korištenjem novog uređaja alge se pažljivo „usisavaju“ s koralja, a za preostali dio brinu se morski ježinci za koje su alge prava gastronomska poslastica!

Kako izmet morskih pasa spašava koraljne grebene

Studija sa Sveučilišta u Kaliforniji daje podrobniji uvid u ulogu morskih pasa ne samo kao predatora, već i kao prijenosnika hranjivih tvari jednom od najproduktivnijih ekosustava na svijetu. Kao pelagijske ribe, morski psi dolaskom u pliće dijelove oceana pripadnicima bentosa igraju ulogu velikih izvora hranjivih tvari poput dušika.

PRIJAVITE SE NA NEWSLETTER