Bài viết Phía sau hậu trường này được cung cấp cho LiveScience hợp tác với Quỹ khoa học quốc gia.
Bởi vì "cô ấy" sinh sản vào mỗi ngày thứ tư, tôi biết cô ấy sẽ sinh sản vào hôm nay. Tôi lăn ra khỏi giường với tiếng chuông đồng hồ báo thức Winnie the Pooh đáng tin cậy của tôi, trượt vào bộ đồ bơi, cầm đèn pin dưới nước và vấp vào bếp tại Viện nghiên cứu Bellairs ở Barbados để pha cà phê, tự hào được thức dậy ngay cả trước khi gà trống tuyên bố bắt đầu bình minh.
Tôi để mắt đến đồng hồ vì thời gian của ánh sáng đầu tiên thay đổi mỗi ngày và nếu tôi xuống nước dù chỉ trễ một giây, tôi sẽ nhớ cô ấy.
Một buổi sáng
Như thường lệ, việc tôi đến bãi biển trùng với sự sôi động của những bữa tiệc bãi biển đêm khuya; Bình minh phá vỡ quá muộn cho những người tiệc đêm và quá sớm cho hầu hết những người khác - nhưng chỉ phù hợp với cô ấy và tôi. Tôi bơi dọc theo rạn đá với đèn pin tắt, tận hưởng cảnh các bữa tiệc sinh vật phù du phát quang màu xanh lá cây tươi sáng và tuần tra săn bắn mực và sóc.
Bởi vì tôi đã đến địa điểm này trong rất nhiều lần chuyển từ đêm đến rạng sáng, tôi dễ dàng tìm thấy nhà của cô ấy: một phần của rạn san hô có kích thước bằng vòng tròn bóng nhảy ở giữa sân bóng rổ. Nhưng cô ấy khuất mắt - có lẽ vẫn ngủ trong một trong những hang động của lãnh thổ.
Nhưng một vài phút sau khi tôi đến, gợi ý đầu tiên về mặt trời mọc chỉ đủ ánh sáng để tôi nhận ra hình dạng của cô ấy khi cô ấy xuất hiện. Mặc dù nơi ở của cô được bao phủ bởi tảo cỏ thơm ngon, cô bỏ bữa sáng và nhanh chóng và cẩn thận đi dọc theo rạn san hô đến nhà của người bạn đời. Khi cô đến đó, người bạn đời của cô đã chào đón cô bằng một loạt các cú nhảy và các thao tác khác. Sau đó, cô bắt đầu đẻ trứng vào một cái tổ mà anh đã chuẩn bị cho cô.
Một cặp cá đuối đuôi vàng đang sinh sản. Điển hình của cá đuối Caribbean, cặp đôi này sinh sản vào lúc bình minh. Và giống như tất cả những kẻ ích kỷ, cặp đôi sinh sản trong lãnh thổ của đàn ông.
Thế lưỡng nan của Damsel
Để sinh sản trong lãnh thổ của nam giới, một nữ quái phải rời khỏi lãnh thổ của mình. Nhưng, không giống như một người, một nữ quái nhân không thể ngăn chặn các cuộc xâm lược tại nhà bằng cách khóa cửa sau lưng hoặc dựa vào hàng xóm để theo dõi nhà của cô ấy trong thời gian vắng mặt.
Thay vào đó, trong khi một con cá cái đi vắng, lãnh thổ của nó hoàn toàn không bị ảnh hưởng và dễ bị xâm phạm bởi những con cá khác, bao gồm cả hàng xóm, những người có thể do thám nó để tiếp quản và ăn cắp thức ăn của cô. Do đó, một phụ nữ càng mất đi bao lâu, cô ấy càng có nguy cơ mất "ngôi nhà".
Vì vậy, có thể hợp lý khi cho rằng nữ quái sẽ giảm thiểu thời gian sinh sản của chúng. Nhưng ở Barbados, tôi đã quan sát điều ngược lại: Nữ quái thường xuyên làm gián đoạn các hoạt động sinh sản của họ để đến thăm các trạm làm sạch gần lãnh thổ của đối tác.
Trạm làm sạch là một vị trí rạn san hô chứa các sinh vật làm sạch như cá bống và tôm, loại bỏ các sinh vật khác khỏi cơ thể của cá. Cá biết vị trí của các trạm này và có lẽ đến thăm chúng để làm sạch cơ thể các sinh vật gây khó chịu cho chúng theo một cách nào đó, tương tự như cách ve hoặc bọ chét gây khó chịu cho con người.
Một điểm dừng chân sinh sản tại một trạm làm sạch kéo dài sự vắng mặt của chính mình khỏi lãnh thổ của cô ấy và do đó làm tăng tính dễ bị tổn thương trước các cuộc xâm lược. Vì vậy, làm thế nào trên thế giới, nữ quái tự giải quyết vấn đề nan giải này và giảm thiểu nguy cơ mất lãnh thổ của họ trong khi sinh sản?
Đ.L. Kramer của Đại học McGill và cuối cùng tôi đã trả lời câu hỏi đó, nhưng trong quá trình tôi phát hiện ra những câu hỏi mới, chế nhạo tôi, cũng cầu xin câu trả lời.
Ví dụ, ngoài việc chỉ ra rằng nữ quái đến thăm các trạm làm sạch vào buổi sáng khi họ sinh sản, những quan sát của tôi về chuồn chuồn ở Barbados cũng cho thấy họ đến các trạm làm sạch (gần lãnh thổ của họ) vào buổi sáng không sinh sản. Tôi tự hỏi, điều gì bắt buộc nữ quái phải dành quá nhiều thời gian vào buổi sáng tại các trạm làm sạch?
Để trả lời câu hỏi đó, tôi đã phải xác định những sinh vật nào bị loại bỏ khỏi chuồng ngựa tại các trạm làm sạch. Những nỗ lực của tôi để làm điều đó đã đưa tôi đến với một số đồng nghiệp hào phóng - bao gồm George Benz, Alexandra Grutter, Isabelle Côtéand Nico Smit - người đã giới thiệu cho tôi về thế giới tuyệt vời của gnathiid isepads.
Ký sinh trùng: Vô địch sinh học
Isathi Gnathiid là ký sinh trùng. Ký sinh trùng là một sinh vật sống trên hoặc bên trong một sinh vật chủ mà không giết chết nó và phụ thuộc vào vật chủ của nó là sự sống sót.
Bất chấp ý nghĩa tiêu cực của từ ký sinh trùng, ký sinh trùng tận hưởng lối sống thành công nhất thế giới! Trên thực tế, ký sinh trùng chiếm phần lớn cư dân của các rạn san hô, là hệ sinh thái đa dạng nhất thế giới. Để thực sự hiểu các rạn san hô và cách chúng sẽ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi môi trường, chúng ta phải hiểu ký sinh trùng của chúng.
Gnathiids là loại ký sinh trùng đặc biệt khác thường vì chúng chỉ ăn dưới dạng ấu trùng và thứ duy nhất mà ấu trùng gnathiid ăn là máu. Thật đáng ngạc nhiên, gnathiids trưởng thành không cho ăn gì cả. Nhưng theo nghiên cứu của tôi, điều quan trọng nhất về gnathiids là chúng phục vụ như thức ăn chính cho cá sạch hơn.
Một mối quan hệ ba chiều
Do sự phụ thuộc của cá sạch hơn vào gnathiids, tôi biết rằng tôi cần tìm hiểu thêm về gnathiids để hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa cá sạch hơn và cá chuồn.
Tôi đã nghiên cứu gnathiids bằng cách đặt một nhóm cá trên một phần của rạn san hô trong các khách sạn cá nhỏ (lồng) và đo tải lượng gnathiid của chúng mỗi hai giờ trong chu kỳ 24 giờ. Kết quả của tôi cho thấy rằng cá mang tải gnathiid nặng nhất vào ban đêm và lúc bình minh.
Những kết quả này cho thấy rằng khi thức dậy vào buổi sáng, chúng có thể có tải lượng gnathiid tương đối nặng. Sự cáu kỉnh vào buổi sáng từ những tải trọng này có thể khiến lũ cá bị nhiễm khuẩn đến các trạm làm sạch, nơi cá sạch hơn - háo hức thưởng thức món ăn yêu thích của chúng - giảm tải gnathiid của chúng. Vì vậy, với một người ích kỷ, một chuyến thăm buổi sáng đến một con cá làm sạch có lẽ cảm thấy giống như một buổi sáng tắm.
Ký sinh trùng vô tội hay Người mang mầm bệnh?
Những kết quả này chỉ ra rằng gnathiids gây ảnh hưởng đáng kể đến các hoạt động hàng ngày của cá rạn san hô và do đó là những người chơi chính trong hệ sinh thái rạn san hô.
Nhưng gnathiids cũng có khả năng quan trọng vì những lý do khác. Ví dụ, các đối tác trên đất liền của chúng là ve và muỗi, chúng truyền các vi sinh vật gây bệnh Lyme và sốt rét. Tương tự như vậy, gnathiids ở Úc, Nam Phi và Châu Âu dường như truyền các loại ký sinh trùng máu khác nhau.
Vì vậy, sau khi giải quyết bí ẩn về việc làm sạch buổi sáng của người chết tiệt, và vẫn bị mê hoặc bởi gnathiid, tôi chuyển sang một câu hỏi mới: Liệu gnathiids của Caribbean có truyền bệnh không? Như bạn có thể tưởng tượng, hàng trăm nhà nghiên cứu hiện đang nghiên cứu về sinh học của ve và muỗi, nhưng chỉ một số ít đang nghiên cứu về sinh học của gnathiids. Vì vậy, câu trả lời là LỚN WDK (chúng tôi không biết).
Mặc dù các đại dương chiếm phần lớn hành tinh, các nhà khoa học biết rất ít về các yếu tố môi trường gây lây truyền bệnh trong đại dương so với trên đất liền. Để tăng kiến thức của chúng tôi về chủ đề quan trọng này, Quỹ Khoa học Quốc gia đã hào phóng hỗ trợ các nỗ lực của nhóm tôi để hiểu mối liên hệ giữa những thay đổi trong môi trường rạn san hô Caribbean và sự lây lan của ký sinh trùng máu do gnathiids.
Cuộc săn tìm kho báu Caribbean
Khi nhóm nghiên cứu của tôi và tôi bắt đầu nghiên cứu gnathiids, chúng tôi biết rằng gnathiids Caribbean xâm nhiễm nhiều loại cá. Nhưng chúng tôi không biết liệu tất cả, hoặc thậm chí bất kỳ loài cá bị nhiễm gnathiid nào ở vùng biển Caribbean đều bị nhiễm ký sinh trùng máu gây bệnh. Nếu nghiên cứu của chúng tôi tiết lộ rằng những con cá bị nhiễm gnathiid này không có ký sinh trùng máu, nó sẽ giúp loại bỏ gnathiids như những kẻ truyền bệnh. Nhưng nếu, mặt khác, nghiên cứu của chúng tôi tiết lộ rằng một số hoặc tất cả những con cá bị nhiễm gnathiid này mang ký sinh trùng máu, nó sẽ cho thấy gnathiids là những kẻ lây lan bệnh.
Vì vậy, bước đầu tiên của nghiên cứu của chúng tôi là xác định xem cá nhiễm gnathiid ở Caribbean có mang ký sinh trùng máu hay không. Phần này của nghiên cứu rất phức tạp bởi thực tế là ký sinh trùng máu nổi tiếng là loang lổ. Đó là, một địa điểm có thể hợp tác với ký sinh trùng máu, trong khi một địa điểm khác có thể hoàn toàn hoặc gần như không có ký sinh trùng máu.
Điều này có nghĩa là, để bao gồm tất cả các căn cứ của chúng tôi, chúng tôi phải lấy mẫu cá từ nhiều địa điểm. Chúng tôi đã đi săn tìm kho báu ở Caribbean! Tất cả đã nói, chúng tôi đã thu thập được hơn 1.500 loài cá thuộc nhiều loài khác nhau từ năm hòn đảo Caribbean.
Bởi vì các ký sinh trùng mà chúng tôi tìm kiếm cư trú trong nhóm bạn đoán nó có máu, chúng tôi phải gây mê cho từng con cá (mà không giết nó), lấy một ít máu từ nó và bảo quản máu thu được trên một slide. Sau đó, chúng tôi đã chuyển mẫu của mình cho các cộng tác viên của tôi, Nico Smit ở Nam Phi và Angela Davies ở Hoa Kỳ - cả hai đều có nhiều năm kinh nghiệm tìm kiếm ký sinh trùng máu trong cá, một nhiệm vụ phức tạp.
Mang nó đến đường phố
Các đồng nghiệp chăm chỉ của tôi đã sàng lọc hàng trăm slide máu từ cá Caribbean mà không phát hiện bất kỳ ký sinh trùng máu nào. Tôi tự hỏi liệu chúng ta đã lấy mẫu sai loài cá hay đã lấy mẫu sai địa điểm?
Tôi chuẩn bị rời đi để tham gia một phiên Biển và Học ở Saba - một hòn đảo Caribbean hoang sơ. Là một nhà khoa học, tôi đánh giá cao tầm quan trọng của việc chia sẻ khoa học và nghiên cứu với những người không phải là nhà khoa học, vì vậy tôi đóng góp cho Sea và Learnprogram, nơi thường xuyên đưa các nhà khoa học đến đảo để thuyết trình cho cộng đồng, thực hiện các hội thảo với sinh viên K-12 địa phương và liên quan đến những người không phải là nhà khoa học trong nghiên cứu.
Ngay trước khi khởi hành, tôi nhận được một email thay đổi trò chơi từ Nico. Email của Nico nói rằng - Hoan hô! - một trong những slide của chúng tôi đã thử nghiệm dương tính với ký sinh trùng máu. Vì vậy, ai là người truyền nhiễm may mắn? Bạn đoán nó là khốn kiếp. Cũng bao gồm trong email của Nico là những bức ảnh mà tôi có thể chia sẻ với Sea và Learn. Bị chọc ghẹo!
Khoa học có thể đưa bạn đi trên một chuyến tàu lượn siêu tốc, với những bất ngờ ly kỳ và sự không chắc chắn xung quanh hầu hết mọi ngã rẽ.
Cuộc truy tìm kho báu tiếp tục
Từ Saba, tôi vẫy đuôi cao đến St Maarten gần đó, nơi có dân số đông người đặc biệt. Tôi hiện đang là chủ tịch của một tổ chức môi trường tuyệt vời có trụ sở tại St. Maarten có tên là Bảo vệ môi trường ở vùng Caribbean, đã giúp tôi sắp xếp làm việc với Tadzio Bervoets của Quỹ thiên nhiên St. Maarten để thu thập mẫu máu từ chuồn chuồn.
Nhóm nghiên cứu của tôi và tôi vẫn đang thu thập và phân tích các mẫu máu từ chuồn chuồn từ một số đảo Caribbean để:
- Xác định xem chuồn chuồn bị nhiễm ký sinh trùng có nhận ký sinh trùng từ gnathiids không
- Xác định ảnh hưởng của nhiễm ký sinh trùng máu trên cá
- Xác định tỷ lệ nhiễm ký sinh trùng máu ở vùng Caribbean
Kết quả mới nhất của chúng tôi tiết lộ rằng chuồn chuồn từ St Maarten và Saba bị nhiễm ký sinh trùng máu. Chúng tôi hy vọng rằng việc lấy mẫu bổ sung sẽ giúp chúng tôi xác định ai đang lây lan các ký sinh trùng này.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu của tôi và tôi đang thu thập và phân tích các mẫu máu từ nhiều loại cá Caribbean khác nhau bên cạnh cá chuồn. Khi làm như vậy, chúng tôi đã phát hiện ra nhiều loài ký sinh trùng máu mới chưa được mô tả và đặt tên khoa học. Thêm grist cho nghiên cứu trong tương lai!
Nhiều bài báo LiveScience về nghiên cứu của Paul Sikkel.
Biên tập viên'Lưu ý: Các nhà nghiên cứu được mô tả trong các bài viết Phía sau hậu trường đã được hỗ trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia, cơ quan liên bang chịu trách nhiệm tài trợ cho nghiên cứu và giáo dục cơ bản trên tất cả các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật. Bất kỳ ý kiến, phát hiện, và kết luận hoặc khuyến nghị thể hiện trong tài liệu này là của tác giả và không nhất thiết phản ánh quan điểm của Quỹ khoa học quốc gia. Xem Hậu trường Lưu trữ.
