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不是只有人类才知道用网捕鱼:用粘液网捕捉食

  发表时间:2018-05-14 16:37  点击次数:【】


 
印度洋中的这种Pyrosomes利用粘液网孔来过滤出海洋中的食物。
所有的动物必须吃才能生存。如果你之前听说过“grazer”一词,它可能会让人想起熟悉的农场动物,比如在牧场上啃草的牛或羊。但是海洋有它自己的一群食草动物,有着非常不同的 - 甚至是怪异的 - 身体形态和捕食技巧。这些无脊椎动物使用粘液网过滤大量微小的植物状颗粒,而不是牙齿。研究人员为这个被忽视的群体提出了一个新的分类: 粘液网眼捕食者,以表彰他们不寻常的捕食策略。
与我们鼻子中的黏液不同,它们呈现出无定形和臃肿的特点,这些海洋食草动物的粘膜层可以构造成华丽的网格和网状物。这些粘膜网络可以起到过滤器的作用,可以过滤像细菌一样小的食物。相比之下,食草动物本身是巨大的:比它们的食物大出10,000倍。如果人们吃那么小的食物,你相当于从餐盘上吃盐和糖粒。
海洋生物学家曾经认为粘液放牧是一种“全面捕食”的捕食策略 - 想法是这些家伙只会在他们的粘液层捕获的任何东西下吃东西。但最近的技术进步正在帮助我们了解粘液食草动物可以挑食。而他们消费的东西(或不)会影响海洋食物网。
粘膜网如何工作?
粘液网捕食者包括樽海鞘,梨形体、兜足类、翼足类和附属物。它们的长度通常为厘米,大致跨越指甲的大小与手的大小。一些形成的聚集体由长链中的许多个体组成,可能会更长。这些生物与它们体质强壮的浮游生物相比,体积庞大,水份丰富。如果你踩一个,它会挤压,而不是紧缩。主要是水体使他们能够迅速增长。
粘液网格栅可以自由漂浮并适合开阔的海洋。他们远离海岸,那里的食物稀少,而且通常很少。它们的黏液网孔的细小孔和纤维使它们能够捕捉随后吞下的微小颗粒,有时还会与粘液一起吞下。
 
通过内部网孔过滤微小食物颗粒的一系列盐分。
与旋转喂食网的蜘蛛不同,这些掠食者有一个特殊的器官,称为内分泌系统,可以分泌他们的粘液网。根据grazer,黏液网可以位于身体内部或外部。例如,一个小组会分泌一个足够大的粘液泡,让动物像房子一样住在里面。另一组称为海蝶,分泌黏附在他们翅膀脚上的粘膜。这些粘膜网的大小范围从一英寸到超过6英尺。
从历史上看,科学家们认为黏膜网格捕食者吃任何通过粘膜筛的东西 - 就像厨房水槽排水管中的过滤器一样捕捉到一定大小的物质。最近的研究对这个假设提出了挑战,显示他们的捕食可能是高度选择性的。粘液可能完全捕获某些食物颗粒,同时根据其大小,形状或表面特性完全排除其他颗粒。
例如,当呈现棒状和球状食物颗粒的混合物时 - 形状不同但尺寸相似 - 一种粘液网状放射物优先吞服球形颗粒。
这有点像选择炸薯条上的薯条:它们都是由土豆制成,大小大致相同,但形状各异。然而,粘液放食者的食物“选择”是被动的,与海水中不同形状的猎物取向有关,并且拦截网格。
织网者可以“挑选”猎物,但猎物也可以在这个问题上有发言权- 无论是被动还是主动。例如,一些细菌具有聚四氟乙烯似的表面,不粘在粘液网上,因此几乎不会被捕猎。直到最近,所有不同的猎物属性如何影响粘液网的捕食才被重新认识。
未被研究但不是不重要
海洋学家对材料如何在海洋中移动以及该过程如何被生物体介导感兴趣。粘糊糊的网眼可能是一个被忽略的循环部分。
 
事实上,它们并没有捕获所有的猎物,这对于碳在海洋中的移动具有重要的影响。在粘液饵料进食后,它们将未消化的食物颗粒包裹到粘液结合的粪粒或其他废料中。用粘性粘液重新包装猎物颗粒将小猎物浓缩成较大的聚集体,这使得它们更快地下沉。这最终将有机材料转移到海洋深处,潜在地存储数年甚至数百年。在深处,这种材料对于居住在表面附近的大多数海洋生物是不可用的。
在过去的十年或两年之前,科学家们没有技术工具来观察在适当的微小尺度上他们的土著栖息地中的粘液网眼移植物发生了什么。由于这些生物体非常脆弱,现在我的实验室和其他研究人员使用水肺潜水或机器人直接在水下观察它们。这些使用高速摄像机和水下显微镜仔细观察或在自然环境中进行摄食研究已经向我们展示了他们如何选择某些颗粒并拒绝其他颗粒。
进一步的进展将水下方法与成像和基因测序的最新发展结合起来,揭示粘液网状饲养者在塑造海洋微生物群落结构中的作用。水下成像可以对这些脆弱生物进行不受干扰的观察。研究人员可以观察单个粒子在网格上的行为以及它们是否最终被捕获。用于喂食研究的遗传测序有助于科学家们鉴别和区分肉眼无法看到的微小微生物群。
了解哪些颗粒被消耗,哪些不是颗粒告诉我们粘液摄食对海洋食物网的影响。
改变海洋,改变影响
通过粘液网眼觅食的挑食可能对生物地球化学循环产生深远的影响,特别是在海洋条件变化的情况下。环境因素,如海洋温度,营养物质的可获得性以及猎物的类型和数量会影响粘液捕食者出现的时间和地点,它们滞留的时间以及它们对海洋食物网的影响。
 
没有人知道为什么会出现pyrosomes,但海洋温度在同一时间升温。像其他粘液网格饵料一样,精细的pyrosome过滤器可以让它们吃掉与温度较低,营养丰富的地表水相关的较小颗粒 - 对于大多数其他动物而言,它们的捕食量很小。研究人员正在积极研究为什么会出现这些pyrosomes,它们如何影响海洋生态系统,以及它们是否会持续存在。
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