Морские личинки беспозвоночных активно реагируют на окружающую среду

Многие морские беспозвоночные имеют сложный жизненный цикл, в котором планктонная личиночная фаза служит средством связи между разрозненными донными популяциями взрослых особей. Поведение личинок при плавании в ответ на химические, биологические и физические сигналы важно для популяций взрослых особей, однако большинство исследований взаимодействия личинок с потоком фокусировалось на готовых к оседании личинках.

Ученые из HKUST и Океанографического института Вудс-Хол использовали личинок морских ежей в качестве примера и обнаружили, что эти существа активно изменяют скорость плавания в ответ на окружающие условия потока. Они активно увеличивают скорость плавания при усилении турбулентности и пассивно меняют ориентацию из-за взаимодействия морфологии с потоком, что снижает их способность к направленному движению.

Результаты опубликованы в последнем выпуске The Journal of Experimental Biology.

Исследователи подвергли личинок ежей турбулентности, создаваемой сеткой, и записали их поведение на двух стадиях развития (4- и 6-лучевые плутеусы) в трех режимах турбулентности. Используя Particle Image Velocimetry для количественной оценки и вычитания локального потока, они проверили гипотезу, что личинки реагируют на турбулентность увеличением скорости плавания, и что это увеличение варьируется в зависимости от онтогенеза. Увеличение интенсивности турбулентности также уменьшало относительное время, которое личинки проводили в типичном вертикальном положении; 6-лучевые личинки опрокидывались чаще, чем 4-лучевые.

«Размер личинок и скорость плавания увеличивались с онтогенезом. Это наблюдение предполагает, что по мере роста и добавления пар лучей личинки с большей вероятностью пассивно меняют ориентацию под действием движущейся воды, а не стабилизируются (механизмами, связанными с увеличением массы), что потенциально приводит к дифференциальному переносу. Положительная взаимосвязь между скоростью плавания и углом ориентации личинки также указывает на активную реакцию на наклон в турбулентности», — сказала Карен Чан, доцент кафедры наук о жизни в HKUST.

«Личинки морских беспозвоночных плавают в сложной жидкой среде, и их реакции на гидромеханические сигналы на планктонной стадии и стадии, близкой к оседанию, имеют значительные последствия для переноса, выживания и пополнения популяции. Наш следующий шаг — выяснить, как эти морские беспозвоночные способны переориентироваться после дезориентации течениями. Как они могут это делать без сложной нервной системы?» — отметила Чан.