Forskerne ved danske DTU Aqua har gjort en overraskende opdagelse om adfærd og kemisk kommunikation hos havets mikroskopiske encellede planter, furealgerne.
Forskerne har opdaget, at encellede planktonalger, ved hjælp af kemiske signalstoffer, kan registrere, når der er ’græssende’ vandlopper i vandet og ændre deres adfærd, så vandlopperne ikke opdager og æder dem.
Det ville svare til, at græsset på landjorden kunne ændre facon for at skjule sig, når køerne nærmede sig for at spise.
Opdagelsen, som bekræfter en overraskende ny erkendelse af, at der også findes en sanseverden hos de encellede plantonalger i bunden af havets fødekæde, er netop publiceret i det anerkendte amerikanske tidsskrift Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).
Furealger (Alexandrium tamarense) er mikroskopiske og består kun af en enkelt celle. De svømmer ved hjælp af to fimrehår, og når de bevæger sig omkring i vandet, kobler de sig normalt sammen i korte kæder på fire celler, for at kunne svømme hurtigere.
På den måde kan de svømme næsten dobbelt så hurtigt, som de kan hver for sig. Lidt ligesom en robåd med 4 roere sejler hurtigere end en singlesculler, bare endnu mere effektivt. Farten er vigtigt for algerne, fordi de vandrer op og ned i vandsøjlen med døgnets rytme:
Op om dagen, for at få sollys til fotosyntesen, og ned om natten, for at samle næringsstoffer i de dybere vandlag (der er næsten ingen næring i de øverste lag).
De ca. 25 mikrometer, altså 25 tusindedele mm, små alger bevæger sig over ganske store afstande, ca. 10 m op og ned hver dag. Og det kan kun lade sig gøre, hvis de er i kæde.
»Furealgernes fødevandring op og ned i vandet svarer lidt til trækfuglenes årstidsbestemte vandringer. Men i forhold til organismernes størrelse er furealgernes vandring af langt større dimension.«
Det fortæller professor Thomas Kiørboe fra DTU Aqua, der har stået i spidsen for projektet sammen med post.doc. Erik Selander.
Men det har også sin pris at være i kæde og svømme hurtigt: Det er farligt, da risikoen for at blive opdaget af en vandloppe stiger med svømmehastighed og kædelængde. Derfor hopper cellerne ud af kæden, når de registrerer, at der er ’græssere’ i nærheden.
»Risikoen for at blive opdaget, når furealgerne svømmer, er 5-10 gange så høj for celler i kæde, som for solitære celler. Så cellerne reagerer ved at hoppe ud af kæden og svømme langsommere, når de registrerer vandlopper i vandet.«
»På den måde øger algerne deres chancer for at overleve. Og denne fleksible adfærd, hvor algerne kan skifte mellem at svømme hurtigt i kæde eller trygt og langsomt alene, er meget fordelagtig,« fortæller Thomas Kiørboe.
Ifølge forskerne er der kemiske signalstoffer fra vandlopper, som algerne kan registrere og reagerer på, men man kender endnu ikke stoffets kemiske identitet. I det hele taget har kemiske spor i vandet vist sig at være meget afgørende for det mikroskopiske liv i havet. Forskningsgruppen ved DTU Aqua har tidligere vist, at det også er ved hjælp af kemiske spor i vandet, at vandloppehanner sporer hunner i det enorme ocean.
Om forsøget
Forskerne gjorde opdagelsen om furealgernes evne til at registrere vandlopper og ændre adfærd i laboratoriet hos DTU Aqua ved at sænke et mikroskopisk bur med vandlopper ned i et akvarium med furealger.
Buret var konstrueret sådan, at vandlopperne ikke kunne komme ud i vandet til algerne.
Ved at filme furealgernes reaktion gennem et kraftigt mikroskop, kunnet forskerne beregne svømmehastigheder og observere, hvordan algerne ændrede adfærd, så snart vandlopperne gjorde deres entre.
DTU er et selvejende universitet med uddannelse, forskning, myndighedsbetjening og innovation.
Universitetets hovedopgaver udføres af p.t. 18 institutter og et nationalt laboratorium, på campus i Lyngby nord for København, men også på en række andre lokaliteter i København, samt på Sjælland og i Jylland.
DTU har ca. 7.000 studerende og 4.500 ansatte, hvoraf 2250 er forskere.
Universitetet har medvirket ved etableringen af en række alliancer blandt førende tekniske universiteter.
På europæisk plan indgår DTU sammen med TU München og TU Eindhoven i "European University Alliance in Science and Technology" og på nordisk plan indgår DTU i "Nordic 5 Tech".
Endelig er DTU partneruniversitet med Rensselaer Polytechnic Institute i dets omfattende udvekslingsprogram "REACH" og har en strategisk studieudvekslingsaftale med KAIST i Sydkorea.
Fugealge - kæderne
>>Ved at svømme i kæder kan furealgerne kommer hurtigere omkring. Men det forøger også risikoen for at blive opdaget og ædt af en sulten vandloppe<<
Er det muligt at kæderne har en dobbeltfunktion, på samme måde som phytoplankton... at de ved at danne kæder dermed bliver størrer og dermed er uspiselige for vandlopperne, måltidet er ganske enkelt for stort ?
Er det kemisk kommunikation ?
Vi ved fra flercellede planter (træer) at der sker kemisk kommunikation.
En gruppe forskere i Afrika undrede sig over at visse antiloper altid græssede i modvind... de satte sig for at undersøge hvorfor.
Undersøgelsen viste at træerne som antiloperne nippede de nye fine skud fra udsendte et kemisk signal til omgivelserne.... når andre træer (budske) modtog signalet trak de en bitter smag op i bladene, så de var uspiselige for antiloperne.... men da 'advarselssignalet' blev transporteret MED vinden.... havde antiloperne gennem århundreder tillært sig at spise i MODvind for at neutralisere 'alarmen'.
Man siger at blomster gror bedre når man taler med dem medens man vander dem.... det er der måske lidt rigtigt i. Udåndingslufter fra den talende person indeholder store mængder CO2, som er ren plantemad.
Komplekse "valg"
At encellede organismer i det hele taget kan reagere sådan er helt klart vigtigt nyt. Måske denne evne er forudsætningen for udviklingen af flercellede organismer?
Selv om det er udtryk for fleksibilitet, så er den alligevel begrænset. Så vidt jeg forstår det, så reagerer disse alger altid på nøjagtig samme måde, når der er vandlopper til stede?
Hvad der ville være virkelig sensationelt er hvis man finder ud af, at der findes encellede organismer, der kan reagere forskelligt på den samme faktor, altså sammenholde faktoren med andre faktorer og "regne ud" hvad den mest hensigtsmæssige reaktion er. Måske man skulle spørge en matematiker, om encellede organismer er informations-mæssigt komplekse nok til, at denne form for informations-behandling er teoretisk mulig?
Det må vel være forudsætningen for at det er muligt. Derfor kan det naturligvis stadig være umuligt af biologiske grunde.
Næsten det samme sker med phytoplankton
Phytoplankton danner kugleformede kolonier når de er truet af næste led i fødekæden, forandringen svarer til, at en myg bliver til 5 grønlandshvaler eller 50 store hanelefanter, kolonidannelsen sker på omkring 6 timer, samme tidsfaktor for opløsningen tilbage til enkelt individer.
Phytoplankton er overfølsom (dør) overfor UV stråler og er derfor i stand til at lave skyer, ved at opsende DMS i atmosfæren der danner en kemisk process der bliver til kondensationskerner for vanddamp og dermed skyer. De har indbygget deres egen strandparasol.