Todos los animales deben comer para sobrevivir. Si ha escuchado el término "pastoreo" anteriormente, puede recordarle animales de granja conocidos, como vacas u ovejas que mastican pastizales. Pero el océano tiene su propio conjunto de herbívoros, con formas corporales y técnicas de alimentación muy diferentes, incluso extrañas. En lugar de dientes, un grupo de estos invertebrados usa láminas de moco para consumir grandes cantidades de pequeñas partículas parecidas a plantas. En nuestro nuevo artículo, mis colegas y yo sugerimos una nueva categorización para este grupo que se pasa por alto: "herbívoros de malla mucosa", en reconocimiento de su estrategia de alimentación inusual.
A diferencia del moco en nuestras narices, que parece amorfo y manchado, las láminas mucosas de estos herbívoros pueden estructurarse en mallas y redes adornadas. Estas láminas mucosas pueden funcionar como un filtro para atrapar alimentos tan pequeños como las bacterias. Los pastores en sí mismos son gigantescos en comparación: hasta 10.000 veces más grandes que sus alimentos. Si la gente comiera alimentos tan pequeños, estaría recogiendo granos de sal y azúcar de su plato.
Los biólogos marinos como yo solían pensar que el pastoreo mucoso era una estrategia de alimentación “general”: la idea era que estos tipos simplemente se comerían lo que atraparan sus láminas mucosas. Pero los recientes avances tecnológicos nos están ayudando a comprender que los herbívoros mucosos pueden ser quisquillosos. Y lo que consumen, o no, influye en las redes alimentarias del océano.
Las mallas filtrantes ornamentadas (amplificadas 1, 000 veces y teñidas de verde brillante en esta imagen) capturan partículas mucho más pequeñas que los propios herbívoros. (Kelly Sutherland, CC BY) ¿Cómo funciona el pastoreo con malla mucosa?
Los herbívoros de malla mucosa incluyen salpas, pirosomas, doliólidos, pterópodos y apendiculares. Por lo general, tienen centímetros de longitud, que abarcan aproximadamente el tamaño de su uña al tamaño de su mano. Algunas forman colonias compuestas por muchos individuos en largas cadenas que pueden ser mucho más largas. Estas criaturas son grandes y acuosas en comparación con sus contrapartes planctónicas de cuerpo duro. Si pisas uno, se aplastará, no se romperá. Un cuerpo principalmente de agua les permite crecer rápidamente.
Los herbívoros de malla mucosa flotan libremente y son adecuados para el océano abierto. Viven lejos de la costa, donde la comida es escasa y a menudo pequeña. Los pequeños agujeros y fibras de sus mallas mucosas les permiten capturar partículas microscópicas, que posteriormente tragan, a veces junto con el moco.
A diferencia de las arañas que hacen girar sus redes de alimentación, estos herbívoros tienen un órgano especial, llamado endóstilo, que secreta su malla mucosa. Dependiendo del grazer, la malla mucosa puede ubicarse dentro o fuera del cuerpo. Un grupo, por ejemplo, secreta una burbuja mucosa lo suficientemente grande como para que el animal viva dentro como una casa. Otro grupo, apodado mariposas marinas, secreta redes mucosas que se adhieren a sus patas en forma de ala. Estas redes mucosas varían en tamaño desde una pulgada hasta más de 6 pies.
Ubicación de la malla mucosa para diferentes grupos de herbívoros. La malla mucosa se colorea de acuerdo con la forma en que los pastores impulsan el flujo a través o a través de la malla. 'MW' muestra la red mucosa de una mariposa marina, o el pterópodo del cosoma. (Caitlyn Webster / www.bywebbie.com, CC BY) Históricamente, los científicos asumieron que los herbívoros de malla mucosa comieron cualquier cosa que pasara a través del tamiz mucoso, similar a un filtro en el desagüe del fregadero de la cocina que atrapa todo de cierto tamaño que fluye. Investigaciones recientes de mi laboratorio y otros desafían esta suposición y muestran que su alimentación puede ser altamente selectiva. El moco podría capturar ciertas partículas de alimentos perfectamente, mientras que rechaza completamente otras partículas en función de su tamaño, forma o propiedades de superficie.
Por ejemplo, cuando se presenta una mezcla de partículas alimenticias esféricas y en forma de varilla, de forma diferente pero de tamaño similar, una especie de grazer de malla mucosa se traga preferentemente las partículas esféricas.
Partículas de diferente tamaño y forma (esférica y varilla) del intestino diseccionado de un grazer de malla mucosa, el apendicularian Oikopleura dioica. (Keats Conley, CC BY) Eso es un poco como elegir tater tots en lugar de papas fritas: ambos están hechos de papas y son aproximadamente del mismo tamaño, pero tienen diferentes formas. Sin embargo, la “elección” alimenticia de los pastores mucosos es pasiva, ya que tiene que ver con la forma diferente en que las presas se orientan en el agua de mar e interceptan la malla.
Los pastores pueden "elegir" presas, pero las presas también pueden tener algo que decir al respecto, ya sea de forma pasiva o activa. Por ejemplo, algunas bacterias tienen superficies similares al teflón y no se adhieren a las mallas mucosas, por lo que casi nunca se consumen. La forma en que todas las diferentes propiedades de presa podrían influir en el pastoreo se ha subestimado hasta hace poco.
Poco estudiado pero no sin importancia
Los oceanógrafos están interesados en cómo se mueve el material a través del océano y cómo el proceso podría ser mediado por organismos. Los herbívoros de malla mucosa podrían ser una parte olvidada del ciclo.
El hecho de que no capturen a todas las presas por igual tiene importantes consecuencias sobre cómo se mueve el carbono a través del océano. Después de alimentarse los herbívoros mucosos, empaquetan partículas de alimentos no digeridos en gránulos fecales unidos a la mucosidad u otro material desechado. El reempaquetado de partículas de presa con moco pegajoso concentra presas pequeñas en agregados más grandes, lo que hace que se hundan más rápidamente. Esto, en última instancia, mueve el material orgánico a las profundidades del océano, potencialmente almacenándolo durante años o incluso siglos. En profundidad, este material no está disponible para la mayoría de los organismos marinos que viven cerca de la superficie.
El 'salpatrón' permite a los investigadores realizar estudios de alimentación bajo el agua. (Gitai Yahel / Ayelet Dadon-Pilosof (www.gitaiyahel.com), CC BY-ND) Hasta la última década o dos, los científicos no tenían herramientas tecnológicas para observar lo que sucedía con los herbívoros de malla mucosa en su hábitat nativo a las escalas pequeñas apropiadas. Debido a que estos organismos son bastante frágiles, ahora los investigadores en mi laboratorio y otros usan buceo o robots para observarlos directamente bajo el agua. Estas observaciones minuciosas y cuidadosas utilizando cámaras de alta velocidad y microscopios submarinos o realizando estudios de alimentación en el entorno natural nos han mostrado cómo seleccionan ciertas partículas y rechazan otras.
Cámara subacuática de alta velocidad (B. Gemmell, S. Colin, J. Costello, CC BY-ND) Los avances adicionales combinarán métodos subacuáticos con desarrollos recientes en imágenes y secuenciación genética para arrojar luz sobre el papel de los alimentadores de malla mucosa en la configuración de la estructura de la comunidad microbiana del océano. Las imágenes subacuáticas permiten observaciones sin molestias de estas frágiles criaturas. Los investigadores pueden observar cómo se comportan las partículas individuales en la malla y si finalmente se capturan. La secuenciación genética utilizada en el contexto de los estudios de alimentación ayuda a los científicos a identificar y distinguir los grupos de pequeños microbios que a menudo son invisibles a simple vista.
Saber qué partículas se consumen y cuáles no nos informa sobre el impacto que tienen los herbívoros en las redes alimentarias del océano.
Cambio de océanos, cambio de impacto
Comer selectivamente por los herbívoros de malla mucosa puede tener profundas implicaciones para los ciclos biogeoquímicos, particularmente a la luz de las cambiantes condiciones del océano. Factores ambientales como la temperatura del océano, la disponibilidad de nutrientes y el tipo y la cantidad de presas presentes influyen cuándo y dónde aparecen los herbívoros mucosos, cuánto tiempo permanecen y su impacto en las redes alimentarias del océano.
Los pirosomas florecen frente a la costa de Oregón en febrero de 2018. La imagen se tomó a unos 60 m de profundidad donde había una capa de pirosomas, probablemente alimentándose activamente de pequeñas partículas. (K. Sutherland / H. Sorensen, CC BY-ND) Una especie más tropical de pirosomas de pastoreo mucoso ( Pyrosoma atlanticum ) proporciona un estudio de caso. Típico en aguas más cálidas tan al norte como el sur de California, confundieron a científicos y pescadores por igual cuando aparecieron en la costa de Oregon en 2014.
Nadie sabe por qué aparecieron los pirosomas, pero las temperaturas del océano se calentaron al mismo tiempo. Al igual que otros herbívoros de malla mucosa, el filtro de pirosoma fino les permite pastar en las partículas más pequeñas que están asociadas con aguas superficiales más cálidas y menos ricas en nutrientes: presas demasiado pequeñas para que la mayoría de los otros animales las atrapen. Junto con otros investigadores a lo largo de la costa oeste, mi laboratorio está trabajando activamente para comprender por qué aparecieron los pirosomas, cómo podrían afectar el ecosistema marino y si persistirán.
Los pastores en el océano son inherentemente más difíciles de estudiar que los que están en tierra; Continuamos aprendiendo más sobre quiénes son a través de lo que comen.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
Kelly Sutherland, profesora asistente de biología, Universidad de Oregon
