Почему мягкие кораллы пульсируют?

03 мая 2013

Источник: http://www.aquafanat.com.ua

Ученые из Еврейского университета в Иерусалиме и Техниона – Израильского технологического института в Хайфе – смогли разгадать старую научную тайну, почему кораллы Heteroxenia пульсируют. Эти мягкие коралловые из семейства Xeniidae представляют увлекательное и захватывающее зрелище и поэтому являются одной из ярких достопримечательностей Эйлата. Heteroxenia (Heteroxenia fuscescens) выглядят как небольшие букеты цветов, которые элегантно раскрывают и закрывают свои лепестки. Аналогов такого поведения в животном мире не существует.

Элегантные движения Heteroxenia привлекают внимание исследователей на протяжении вот уже почти 200 лет. Каждый «цветок» на самом деле это живой полип, основной блок которого включает в себя колонии кораллов. За исключением медуз, которые во время плавания совершают характерные пульсирующие движения, никакие другие водные животные подобного не практикуют. Пульсации достаточно энергозатратны, и, следовательно, должна быть разумная польза для оправдания такого рода движений.

Пульсирующие движения медуз позволяют им передвигаться, охотиться и питаться. Естественным объяснением было бы то, что Heteroxenia также используют свои движения для охоты и питания, однако некоторые исследования показывают, что эти кораллы не охотятся на других животных вообще. Если хищничество не является причиной для совершения пульсаций, должно быть другое объяснение, чтобы оправдать существенные энергетические затраты Heteroxenia.

Израильские ученые нашли ответы на эти вопросы во время проведения совместного исследования, финансируемого Национальным научным фондом. После просмотра нескольких колоний коралловых с помощью подводной инфракрасной камеры, исследователи сделали удивительное открытие: кораллы Heteroxenia перестают пульсировать, ежедневно делая получасовой перерыв во второй половине дня. На данном этапе причины такой "сиесты" остались необъясненными.

В лабораторных условиях профессора Генин и Шавит изучили взаимодействие биологических процессов водных обитателей и движений воды, которая их окружает. Видимо, водные животные влияют на поток и в то же время абсолютно зависят от этого потока. Чтобы раскрыть тайну Heteroxenia, исследовательская группа разработала подводный измерительный прибор под называнием PIV, который позволяет измерять силу потока воды только вокруг коралловые с высокой точностью. Прибор состоит из двух мощных лазеров, системы захвата изображений и вычислительной системы.

Специальный набор линз создает короткие, мощные импульсы света, так что система может захватить пару снимков природных частиц, движущихся с потоком. Вычислительная система выполняет математический анализ пары фотографий, сверяясь с огромной базой данных, одновременно рассчитывая скорость потока, характеристики переноса растворенных веществ и интенсивность турбулентного перемешивания.

Измерения проводились в ночное время при поддержке дайверов-добровольцев. Было обнаружено, что если дайвер слегка коснулся кораллов, полипы "закрываются" и остаются неподвижными в течение нескольких минут, после чего снова возвращаются к своей нормальной пульсации. Исследователи использовали это поведение так, чтобы многократно измерить поле вокруг Heteroxenia во время пульсаций и отдыха.

Эти измерения привели к следующему открытию. Анализы направлений потока воды показали, что пульсирующие движения эффективно выталкивают воду вверх. Кораллы нуждаются в двуокиси углерода в дневное и в кислороде в ночное время, а также им требуются питательные вещества (например, фосфат и азот) в течение дня и ночи. Одна из проблем для коралловых колоний – это своевременное поступление веществ первой необходимости за счет эффективного смешивания воды вокруг них.

С помощью сложной измерительной системы исследователи вычислили интенсивность перемешивания воды в результате пульсаций кораллов. Неожиданно выяснилось, что движения полипов не скоординированы (т.е. каждый полип начинает свой период движения в разное время). Накопленный эффект деятельности полипов заключается в значительном усилении потока вокруг колонии, особенно в верхних слоях, что снижает вероятность повторной фильтрации той же воды.

Однако полученные сведения по-прежнему еще не дели ответ на вопрос, почему коралловые вкладывают так много энергии, чтобы перемещать свои щупальца. Предполагается, что пульсирующие движения повышают скорость фотосинтеза коралла. Без движения воды концентрация кислорода в тканях коралловых возрастает и скорость фотосинтеза падает.

Результаты данного исследования показывают, что пульсирующие движения являются высоко эффективным средством перемешивания растворенного вещества между телом и окружающей средой. Эти два процесса (выталкивание и смешивание растворов) может в будущем применяться в технике и медицине. В настоящее время исследовательская группа делает упор на попытки расширить результаты этого исследования и на разработке математических моделей, которые могли бы служить различным прикладным целям.

Отзывы

Добавить отзыв

Имя *
E-mail
Текст сообщения *
Код подтверждения код подтверждения
* поля, обязательные для заполнения

Читайте также:

30 сентября 2009 Рыбы стали чаще менять пол.
Геологическая служба США (USGS) обнаружила странный феномен – в водоемах страны все чаще стали встречаться рыбы-гермафродиты. Причем мутации подвержены не все, а лишь определенные виды водных обитателей. Чаще всего гермафродитизм наблюдается у некоторой части популяции большеротого и малоротого черного окуня, обитающего в юго-восточных реках. Подобный феномен наблюдается и в реках европейских стран – Австрии, Великобритании, Швеции. Перерождение рыб происходит уже на стадии взросления, и пока ...

04 октября 2010 Ученые работают над улучшением кормов для рыб
Лучшее понимание того, что происходит в теле рыбы, когда она ест, может помочь производить более питательные и полезные корма для рыб. Группа исследователей из университета Гетеборга (Швеция) под руководством зоолога Хенрика Сета надеется внести свой вклад в разработку более энергоэффективных продуктов, которые будут применяться на всех видах рыборазводных ферм. В долгосрочной перспективе это может увеличить поставки разводимых аквариумных рыб, а также видов рыб, употребляемых в пищу. Проведенное исследова ...

30 июля 2009 Из акул будут добывать энергоносители?
Из чего только не делают биотопливо! Те же навоз или торф – это уже вчерашний день. Сегодня для его получения используют самые разнообразные материалы: отработанные кофейные зерна, косточки оливок, отходы пиломатериалов и даже… виски. Теперь этот список может пополниться тушами полярных акул Somniosus microcephalus. Именно с таким предложением выступили ученые Арктического технологического центра (Arctic Technology Centre) Гренландии. ...

30 августа 2010 Выставка и конкурс Аквадизайна!
С 1 по 16 сентября в Выставочном Центре «Нарим» г. Николаева состоится выставка аквариумов с экзотическими рыбками и конкурс аквадизайна среди участников Николаевского Городского Молодёжного Центра Аквариумистики «Аквагалерея». Мероприятие приурочено ко Дню города и обещает быть зрелищным и полным незабываемых впечатлений. Вниманию посетителей будут предложены экспозиции с аквариумными обитателями, нестандартные творческие решения аквариумного дизайна, познавательные фильмы, слайд-шоу, а также экскурсии и лекц ...

13 декабря 2011 Пахучие лягушки помогут бороться с опасными бактериями
Мало кто решится поселить в домашний террариум лягушку, которая пахнет, например, гнилой рыбой. А вот ученые сейчас просто очарованы такими вонючими амфибиями, которых прозвали «пахучими лягушками». Оказывается, некоторые из самых противно пахнущих существ на Земле имеют кожу, которая производит наибольшее количество всех известных антибактериальных веществ. Открытие вселяет в ученых надежду на то, что эти существа станут новым оружием в борьбе против устойчивых к антибиотикам инфекций. Юн Чжан, Вэнь-Хуэй Ли и Ян ...

добавить в избранное
© 2009 mir-akvariumov.ru