Переключение на силовой гребок помогает крошечным морским рачкам выживать

Чтобы спастись от хищников в холодной, вязкой воде, морские веслоногие рачки (копеподы) переключаются с волнообразного стиля плавания на мощные одиночные гребки. Это поведение удалось зафиксировать с помощью 3D-высокоскоростной цифровой голографии.

Копеподы — это крошечные ракообразные, обитающие почти в каждой водной среде на Земле. По некоторым оценкам, они являются самыми многочисленными животными на планете. Их изменение стиля плавания в холодной воде помогает им спасаться от множества хищников: от личинок рыб до крабов, устриц и медуз.

«Копеподы — ключевые компоненты морских пищевых сетей, их едят практически все», — говорит Эд Баски, соавтор исследования и профессор морских наук в Институте морских наук Техасского университета.

Понимание того, как эти микроскопические организмы реагируют на изменения окружающей среды, важно для оценки здоровья океанов сейчас и в будущем. К таким изменениям относятся колебания температуры и вязкости воды, связанные с изменением климата, а также увеличение вязкости из-за загрязнения и прибрежного цветения водорослей.

Вязкость воды естественным образом увеличивается при понижении температуры. Для микроскопических копепод плавание становится похожим на движение в меду. Чтобы понять, как они справляются, исследователи использовали методы 3D-голографии.

Личинки копепод плавают, используя три пары конечностей, которые действуют как три пары весел. Однако в отличие от гребли в лодке, их «весла» движутся не полностью синхронно.

• В теплой, менее вязкой воде: три пары конечностей совершают гребки в перекрывающемся, волнообразном движении.
• В холодной, густой воде: копеподы переключаются на одиночные мощные гребки. Каждая пара конечностей завершает полный гребок, прежде чем начинает следующая пара.

Это приводит к тому, что рачок делает один шаг назад на каждые два шага вперед, что делает их не очень эффективными пловцами в таких условиях. Тем не менее, эта адаптация помогает им преодолевать негативные эффекты изменения температуры и вязкости воды, чтобы ускользнуть от хищников.

Ключевое открытие: мощный гребок запускается исключительно более низкой температурой, а не одной только вязкостью. Это связано с тем, что температура влияет на мышцы, управляющие конечностями копепод.

«Таким образом, если вы увеличите вязкость, не меняя температуру — как это может произойти во время цветения водорослей или загрязнения — способность копепод к побегу снижается», — пояснил соавтор Брэд Джеммелл.

Это может иметь последствия для популяций копепод и всей морской пищевой сети, особенно с увеличением частоты прибрежного цветения водорослей и загрязнения.