Исследователи собирают данные в рамках Миссии 31
Гигантская бочковая губка, обитающая в непосредственной близости от подводной исследовательской лаборатории «Аквариус», может быть одним из старейших живых существ на планете. Эти морские организмы, возраст которых превышает 2000 лет, ежедневно фильтруют огромные объемы воды на окружающих рифах, обеспечивая доступной энергией местную фауну.
Часто называемые «красным деревом рифа» из-за своих крупных размеров и долголетия, эти животные играют критическую роль в здоровом функционировании коралловых рифов. Например, они фильтруют избыток питательных веществ, вредных для кораллов, и удаляют растворенное органическое вещество из водной толщи, преобразуя его в форму, пригодную для использования другими видами в экосистеме.
Несмотря на то что их жизнь может длиться тысячелетия, ученые обнаружили, что клетки, которые они используют для фильтрации воды — хоаноциты — сбрасываются и заменяются новыми каждые 4–6 часов.
«Губки получают из окружающей среды много энергии, но их скорость роста практически равна нулю, — сказала аспирантка Эллисон Матцелле, работающая в лаборатории профессора Брайана Хелмута. — Вместо того чтобы вкладывать эту энергию в рост, значительная ее часть используется для постоянной генерации и сброса хоаноцитов».
Более глубокое понимание биологических и экологических механизмов, задействованных в этом процессе, даст лучшее представление о том, что может произойти с губками — а также с остальной экосистемой — в результате продолжающихся изменений окружающей среды.
Именно это она надеется получить в качестве руководителя исследовательского проекта, выполняемого в рамках Миссии 31 — месячной подводной экспедиции, начавшейся 1 июня под руководством Фабьена Кусто, внука легендарного исследователя Жака Кусто.
В рамках своей диссертации Матцелле создает энергетическую модель для мидий, обитающих у побережья Массачусетса. Для Миссии 31 она будет проводить аналогичный проект, но здесь задача сложнее. Мидии чрезвычайно многочисленны, их можно собрать в поле и изучать в лаборатории. Для вековой губки это невозможно.
«Цель — разработать неинвазивный способ понимания энергетического баланса этих животных, при котором все эксперименты проводятся в их естественной среде», — пояснила Матцелле.
Вместо отбора образцов и создания контролируемых условий, как с мидиями, она определит, как лучше всего измерять физиологические процессы, такие как питание, фильтрация и дыхание, не удаляя животных и не изменяя их окружение.
«Я хочу увидеть, как физиологические показатели этих животных меняются в зависимости от колебаний окружающей среды: температуры, качества воды и доступности пищи», — сказала она. Эти процессы критически важны не только для выживания губки, но и влияют на количество энергии, доступное для остальной части рифа.
В течение миссии Матцелле будет непрерывно отбирать пробы воды для измерения ряда параметров: скорости перекачки, питания и дыхания губок, а также количества энергии, которую они поглощают из окружающей среды и выделяют в нее. Она также будет собирать регулярные данные о качестве воды и надеется разработать эффективный неинвазивный способ визуализации фактической скорости сброса клеток, хотя последняя задача будет сложнее без вреда для организма или его окружения.
«Эти животные критически важны для функционирования рифа. Значительная часть энергии, передаваемой через пищевые сети, может фактически поступать от этих губок. Они действительно важны для всей остальной экосистемы кораллового рифа», — подчеркнула Матцелле.