Artikel Behind the Scenes ini disediakan untuk LiveScience dengan kerjasama Yayasan Sains Nasional.
Kerana "dia" membiak setiap hari keempat, saya tahu dia akan bertelur hari ini. Saya melancarkan katil pada waktu jam penggera Winnie the Pooh yang boleh dipercayai, meluncur ke tempat tidur wetsuit saya, meraih lampu suluh bawah air saya dan terjatuh ke dapur di Institut Penyelidikan Bellairs di Barbados untuk membuat kopi saya, bangga menjadi bangun bahkan sebelum roosters mengumumkan permulaan fajar.
Saya terus mengawasi jam tangan saya kerana masa cahaya pertama berubah setiap hari, dan jika saya tiba di dalam air walaupun lewat kedua, saya akan merinduinya.
A Morning Tryst
Seperti biasa, ketibaan saya di pantai bertepatan dengan kejatuhan parti pantai lewat malam; subuh menjatuhkan terlalu lewat untuk penjaga malam dan terlalu awal untuk kebanyakan orang lain - tetapi tepat untuk dia dan saya. Saya bersiar-siar di sepanjang karang dengan lampu suluh saya, sambil menikmati pemandangan palam plankton bioluminescent hijau yang terang dan patroli sotong memburu dan squirrelfish.
Kerana saya telah melawat lokasi ini semasa peralihan malam-ke-subuh yang begitu banyak, saya dengan mudah mendapati rumahnya: seksyen karang tentang saiz bulatan bola-bola di tengah-tengah sebuah gelanggang bola keranjang. Tetapi dia tidak dapat melihat - mungkin masih tidur di salah satu gua wilayahnya.
Tetapi beberapa minit selepas ketibaan saya, petak pertama matahari terbit memberikan cukup cahaya untuk saya membezakan bentuknya ketika dia muncul. Walaupun tempat tinggalnya dipenuhi dengan alga rumput yang lazat, dia melangkau sarapan pagi dan dengan cepat dan berhati-hati membuat perjalanannya di sepanjang terumbu ke rumah pasangannya. Apabila dia tiba di sana, pasangannya menyambutnya dengan satu siri penurunan dan manuver lain. Dia kemudiannya meletakkan telurnya di atas sarang yang telah disediakannya untuknya.
Sepasang damselfish yellowtail bertemakan. Khas Caribbean empayar, pasangan ini melahirkan subuh. Dan seperti semua damselfish, pasangan itu melahirkan di wilayah lelaki.
Dilema Seorang Perempuan
Untuk bertelur di wilayah lelaki, seorang wanita hamil mesti meninggalkan wilayahnya sendiri. Tetapi, tidak seperti seseorang, seorang wanita hamil tidak dapat menghalang pencerobohan rumah dengan mengunci pintu di belakangnya atau bergantung kepada jiran-jiran untuk menonton rumahnya semasa ketiadaannya.
Sebaliknya, sementara seorang damselfish perempuan berada jauh, wilayahnya benar-benar tidak terjejas dan terdedah kepada serangan oleh ikan lain, termasuk jiran-jiran, yang mungkin mengejarnya untuk mengambil alih dan mencuri makanannya. Oleh itu, semakin lama seorang wanita hilang, semakin banyak risiko dia kehilangan "rumah."
Oleh itu, mungkin adalah logik untuk menganggap bahawa wanita hamil akan meminimumkan masa pemijahan mereka. Tetapi di Barbados, saya memerhatikan sebaliknya: Wanita hamil sering mengganggu aktiviti pemijahan mereka untuk melawat stesen pembersihan berhampiran wilayah rakan kongsi mereka.
Sebuah stesen pembersihan adalah lokasi karang yang membersihkan organisme seperti gobies dan udang, yang menghilangkan organisma lain dari mayat ikan. Ikan tahu lokasi stesen-stesen ini dan mungkin melawat mereka untuk membersihkan mayat mereka organisma yang menjengkelkan mereka dalam beberapa cara, sama seperti cara yang kutu atau kutu merengsa orang.
Perhentian penyembelihan di stesen pembersihan memanjangkan ketiadaan damselfish dari wilayahnya sendiri dan dengan itu meningkatkan kerentanannya kepada pencerobohan. Jadi, bagaimana di dunia ini wanita hamil menyelesaikan dilema ini dan meminimumkan risiko mereka kehilangan wilayah mereka semasa pemijahan?
D.L. Kramer dari McGill University dan saya akhirnya menjawab soalan itu, tetapi dalam proses saya menemui soalan-soalan baru yang, mengejek saya, juga memohon jawapan.
Sebagai contoh, sebagai tambahan menunjukkan bahawa stesen pembersihan lawatan damselfish wanita pada waktu pagi ketika mereka bertelur, pemerhatian saya tentang damselfish di Barbados juga menunjukkan mereka melawat stesen pembersihan (berhampiran wilayah mereka sendiri) pada waktu pagi yang tidak bersemangat. Saya tertanya-tanya, apa yang memaksa wanita hamil menghabiskan banyak waktu pada waktu pagi di stesen pembersihan?
Untuk menjawab soalan itu, saya terpaksa mengenal pasti apa organisme yang dikeluarkan dari empangan di stesen pembersihan. Usaha saya untuk melakukannya telah membawa saya kepada rakan-rakan yang kaya - termasuk George Benz, Alexandra Grutter, Isabelle Côtéand Nico Smit - yang memperkenalkan saya kepada dunia indah isopod gnathiid.
Parasit: Juara Biologi
Isopods Gnathiid adalah parasit. Parasit adalah organisma yang hidup di dalam atau di dalam organisma tuan rumah tanpa membunuh dan bergantung kepada tuan rumahnya untuk hidup.
Walaupun konotasi negatif parasit perkataan, parasit menikmati gaya hidup yang paling berjaya di dunia! Malah, parasit menyumbang kepada kebanyakan penduduk terumbu karang, yang merupakan ekosistem yang paling pelbagai di dunia. Untuk benar-benar memahami terumbu karang dan bagaimana ia akan dipengaruhi oleh perubahan alam sekitar, kita mesti memahami parasit mereka.
Gnathiids adalah parasit yang luar biasa kerana mereka hanya makan sebagai larva, dan satu-satunya perkara yang makan larva gnathiid adalah darah. Hebatnya, gnathiids dewasa tidak memberi makan sama sekali. Tetapi dari segi penyelidikan saya, perkara yang paling penting tentang gnathiids adalah bahawa mereka berfungsi sebagai makanan utama untuk ikan bersih.
Hubungan Tiga Hala
Kerana ketergantungan ikan bersih pada gnathiids, saya tahu bahawa saya perlu mempelajari lebih lanjut tentang gnathiids untuk lebih memahami hubungan antara ikan bersih dan empangan.
Saya mengkaji gnathiids dengan meletakkan sekumpulan ikan pada bahagian terumbu di hotel ikan (sangkar), dan mengukur beban gnathiid setiap dua jam dalam kitaran 24 jam. Keputusan saya menunjukkan bahawa ikan membawa beban gnathiid yang paling berat pada waktu malam dan pada waktu subuh.
Keputusan ini menunjukkan bahawa apabila damselfish bangun pada waktu pagi, mereka mungkin mempunyai beban gnathiid yang agak berat. Kerengsaan pagi dari beban ini mungkin mendorong damselfish kepada stesen pembersihan, di mana ikan yang bersih - tidak sabar-sabar untuk merayakan makanan kegemaran mereka - mengurangkan beban gnathiid mereka. Oleh itu, untuk damselfish, lawatan pagi ke ikan pembersihan mungkin terasa seperti mandi pagi.
Pembawa Penyakit Parasit atau Penyakit Tidak Bersalah?
Keputusan ini menunjukkan bahawa gnathiids menghasilkan pengaruh penting dalam aktiviti harian ikan karang dan oleh itu pemain utama dalam ekologi karang.
Tetapi gnathiids juga berpotensi penting kerana sebab-sebab lain. Contohnya, rakan sejawat darat mereka adalah kutu dan nyamuk, yang menyebarkan mikroorganisma yang menyebabkan penyakit Lyme dan malaria. Begitu juga, gnathiids di Australia, Afrika Selatan dan Eropah muncul untuk menghantar pelbagai parasit bawaan darah.
Jadi selepas menyelesaikan misteri pembersihan pagi damselfish, dan masih terpesona oleh gnathiid, saya berpindah kepada satu soalan baru: Adakah gnathiids penyakit transmit Caribbean? Seperti yang anda bayangkan, beratus-ratus penyelidik sedang mengkaji biologi kutu dan nyamuk, tetapi hanya segelintir yang mempelajari biologi gnathiids. Jadi, jawapannya ialah ... WDK (kita tidak tahu).
Walaupun lautan menduduki sebahagian besar planet, saintis tahu jauh lebih sedikit tentang faktor persekitaran yang menyebabkan penularan penyakit di lautan daripada di darat. Untuk meningkatkan pengetahuan kita mengenai topik penting ini, Yayasan Sains Kebangsaan telah dengan senang hati menyokong usaha pasukan saya untuk memahami hubungan antara perubahan dalam lingkungan terumbu karang Caribbean dan penyebaran parasit bawaan darah oleh gnathiids.
A Caribbean Treasure Hunt
Apabila pasukan penyelidikan saya dan saya mula belajar gnathiids, kita tahu bahawa Caribbean gnathiids menyerang banyak jenis ikan. Tetapi kita tidak tahu sama ada semua, atau mana-mana, ikan gnathiid di Caribbean terinfeksi parasit darah yang menyebabkan penyakit. Jika kajian kami mendedahkan bahawa ikan yang dicerna gnathiid itu bebas dari parasit darah, ia akan membantu melepaskan gnathiids sebagai penyebar penyakit. Tetapi jika, di sisi lain, kajian kami mendedahkan bahawa beberapa atau semua ikan yang dicerna oleh gnathiid ini membawa parasit darah, ia akan melibatkan gnathiid sebagai penyebar penyakit.
Jadi langkah pertama dalam kajian kami adalah menentukan sama ada gnathiid-infested fish di Caribbean membawa parasit darah. Bahagian kajian ini adalah rumit oleh fakta bahawa parasit darah sangat terkenal. Iaitu, satu lokasi mungkin bersekutu dengan parasit darah, sementara lokasi lain mungkin sepenuhnya, atau hampir, tanpa parasit darah.
Ini bermakna, untuk merangkumi semua pangkalan kita, kita terpaksa mencuba ikan dari pelbagai lokasi. Kami sedang memburu harta karun Caribbean! Katanya, kami mengumpulkan lebih daripada 1,500 spesies yang berlainan dari lima pulau Caribbean.
Kerana parasit yang kita cari tinggal ... kamu meneka ... darah, kita harus membius setiap ikan (tanpa membunuhnya), menarik sedikit darah daripadanya dan memelihara darah terkumpul pada slaid. Kami kemudian menghantar sampel kami kepada rakan usaha sama saya, Nico Smit di Afrika Selatan dan Angela Davies di U.K. - kedua-duanya mempunyai pengalaman bertahun-tahun mencari parasit darah dalam ikan, tugas rumit.
Mengambil ke Jalan
Rakan-rakan saya yang rajin meneliti ratusan slaid darah dari ikan Caribbean tanpa mengesan sebarang parasit darah. Saya tertanya-tanya sama ada kita telah mencuba spesies ikan yang salah atau telah mencuba laman-laman yang salah?
Saya akan pergi untuk sesi Sea dan Belajar di Saba - sebuah pulau Caribbean yang murni. Sebagai seorang saintis, saya menghargai pentingnya berkongsi sains dan penyelidikan dengan bukan saintis, jadi saya menyumbang kepada Laut dan Program Belajar, yang selalu membawa saintis ke pulau itu untuk menyampaikan persembahan kepada masyarakat, mengadakan lokakarya dengan pelajar K-12 tempatan dan melibatkan bukan saintis dalam penyelidikan.
Sebelum saya berlepas, saya menerima e-mel yang berubah dari Nico. E-mel Nico berkata bahawa - Hooray! - salah satu daripada slaid kami telah diuji positif untuk parasit darah. Jadi, siapa yang bertuah? Anda meneka ... damselfish. Juga termasuk dalam e-mel Nico adalah gambar-gambar yang saya dapat berkongsi dengan Laut dan Belajar. Stoked!
Sains boleh membawa anda ke dalam perjalanan roller coaster liar, dengan kejutan mendebarkan dan ketidakpastian sekitar hampir setiap pusingan.
The Treasure Hunt Berlanjut
Dari Saba, saya berkeliaran tinggi ke St Maarten yang berdekatan, yang mempunyai populasi damselfish yang sangat besar. Saya kini menjadi pengerusi organisasi alam sekitar yang berpusat di St. Maarten yang dikenali sebagai Perlindungan Alam Sekitar di Caribbean, yang membantu mengatur saya bekerja dengan Tadzio Bervoets dari St Maarten Nature Foundation untuk mengumpul sampel darah dari damselfish.
Pasukan penyelidikan saya dan saya masih mengutip dan menganalisis sampel darah dari damselfish dari beberapa pulau Caribbean untuk:
- Tentukan sama ada damselfish yang dijangkiti parasit mendapat parasit mereka daripada gnathiids
- Kenal pasti kesan jangkitan parasit darah pada ikan
- Tentukan kelaziman parasit darah antara damselfish Caribbean
Keputusan terbaru kami mendedahkan bahawa damselfish dari St. Maarten dan Saba dijangkiti parasit darah. Kami berharap pensampelan tambahan akan membantu kami menentukan siapa yang menyebarkan parasit ini.
Di samping itu, pasukan penyelidikan saya dan saya mengumpul dan menganalisis sampel darah dari pelbagai jenis ikan Caribbean selain damselfish. Dengan berbuat demikian, kami telah menemui banyak spesies baru parasit darah yang belum diterangkan secara saintifik dan dinamakan. Lebih grist untuk penyelidikan masa depan!
Lebih banyak artikel LiveScience mengenai penyelidikan Paul Sikkel.
Editor's Nota: Para penyelidik yang digambarkan dalam artikel Behind the Scenes telah disokong oleh Yayasan Sains Kebangsaan, agensi persekutuan yang bertanggungjawab membiayai penyelidikan asas dan pendidikan di semua bidang sains dan kejuruteraan. Sebarang pendapat, penemuan, dan kesimpulan atau cadangan yang dinyatakan dalam bahan ini adalah pengarang dan tidak semestinya mencerminkan pandangan Yayasan Sains Kebangsaan. Lihat Di belakang Arkib Pemandangan.
