Skräcksignal sätter stopp för algblomning
Giftiga algblomningar och gnistrande mareld beror till stor del på att växtplankton skräms av kemiska signaler från sin främsta fiende – hoppkräftorna. Det visar VÄRLDSUNIK svensk forskning.
AAtt ta ett kvällsdopp i mareld en sensommardag är en häftig och nästan overklig upplevelse. Det är växtplankton i vattnet som skräms av dina simtag och skickar ut små blå ljusblixtar för att skydda sig. I de flesta fall är det dock inte sensommarbadare som utlöser den här bioluminiscensen, utan de större växtplanktonens främsta fiender, copepoderna – eller hoppkräftorna, som de kallas i dagligt tal.
Svenska forskare har visat att hoppkräftorna utsöndrar ämnen i vattnet som fungerar som kemiska alarmsignaler – de varnar växtplanktonen för den annalkande faran. Forskarna har döpt ämnena till copepodamider.
– Vi upptäckte att det alltid hände något spännande när vi blandade hoppkräftor och växtplankton. En del växtplankton ökar sin ljusproduktion, andra producerar giftiga ämnen, krymper eller ändrar simsätt. Det här händer även om vi burar in hoppkräftorna så att de inte fysiskt kan komma åt bytet. På så sätt kunde vi räkna ut att det måste finnas någon sorts signal i vattnet, säger Erik Selander, docent vid institutionen för marina vetenskaper på Göteborgs universitet och huvudansvarig för forskningen.
– Men det tog nästan tio år att fastställa den kemiska strukturen hos ämnena.
Ett skäl till att det tog så lång tid är att det var svårt att få ihop tillräckliga mängder av copepodamiderna för att bestämma strukturen, eftersom de förekommer i så låg koncentration. Men för växtplanktonet är copepodamiderna en kraftfull signal – och de reagerar på väldigt låga halter.
– Föreställ dig att du har en mängd som motsvarar ett saltkorn från en vanlig saltströare. Den mängden räcker för att få full effekt i en hel simbassäng.
Forskarna har undersökt hur två arter av dinoflagellater reagerar på närvaron av copopodamider i vattnet. Dinoflagellater är en stor grupp encelliga plankton varav vissa arter ger upphov till algblomningar i våra vatten. En del arter har fotosyntes medan andra saknar den förmågan. De tar i stället upp näring ur vattnet eller lever som rovdjur. Bioluminiscens finns hos ett sjuttiotal arter. En av arterna som forskarna undersökte tillhör släktet Lingulodinium, som bidrar till marelden i våra västkustvatten.
Forskarna kunde visa att om det finns copepodamider i vattnet, så ökar de här dinoflagellaterna ljusproduktionen med upp till 250 procent.
– De verkar också bli lite mer trigger happy, alltså mer benägna att använda bioluminiscensen om det finns copepodamider i vattnet.
Erik Selander och hans kollegor är först i världen med att visa att bioluminiscensen hos växtplankton är en dynamisk process som kan regleras via kemiska signaler från växtplanktonets fiender.
När det gäller effektiviteten hos den här försvarsmetoden, så råder oenighet inom forskarvärlden. Olika experiment har gett olika resultat.
Men i nya försök, som kommer att publiceras inom kort, har de svenska forskarna lyckats filma hoppkräftor som angriper plankton av släktet Lingulodinium.
– Man kan se att en hoppkräfta som fångat ett växtplankton sparkar i väg det när bytet fyrar av sin ljusblixt.
Experimenten visar att den här försvarsmetoden ger ett nära nog hundraprocentigt skydd, under förutsättning att växtplanktonet först har reagerat på copepodamider i vattnet och därför maximerat sin ljusproduktion.
– De skruvar ur 40-wattsglödlampan och ersätter den med en 100-wattare. Då blir de helt skyddade mot hoppkräftorna.
Erik Selander menar att den här förmågan förklarar varför plankton som Lingulodinium kan vara så konkurrenskraftiga.
– Tvärt emot vad man skulle förvänta sig är stora dinoflagellater beroende av sina fiender för att klara sig i havet. Eftersom de ljusproducerande cellerna inte blir uppätna fungerar hoppkräftorna som ett filter som tar bort deras konkurrenter och lämnar kvar de försvarade cellerna. Lingulodinium har