De chemie van de oceaan verandert. De meeste discussies over klimaatverandering richten zich op de warmte van de lucht, maar ongeveer een kwart van de koolstofdioxide die we in de atmosfeer vrijgeven, lost op in de oceaan. Opgeloste koolstofdioxide maakt zeewater zuurder - een proces dat oceaanverzuring wordt genoemd - en de effecten ervan zijn al waargenomen: de schelpen van zeevlinders, ook bekend als pteropoden, zijn begonnen op te lossen in het Zuidpoolgebied.
Kleine zeevlinders zijn verwant aan slakken, maar gebruiken hun gespierde voet om in het water te zwemmen in plaats van langs een oppervlak te kruipen. Veel soorten hebben dunne, harde schelpen gemaakt van calciumcarbonaat die bijzonder gevoelig zijn voor veranderingen in de zuurgraad van de oceaan. Hun gevoeligheid en kosmopolitische aard maken hen tot een aantrekkelijke studiegroep voor wetenschappers die beter willen begrijpen hoe verzuring oceaanorganismen zal beïnvloeden. Maar sommige pteropod-soorten blijken het prima te doen in meer zuur water, terwijl anderen schelpen hebben die snel oplossen. Dus waarom vergaan sommige soorten terwijl anderen gedijen?
Het is een moeilijke vraag om te beantwoorden als wetenschappers pteropodsoorten nauwelijks uit elkaar kunnen houden. De hier weergegeven kegelvormige pteropod zit in een groep van gepelde zeevlinders genaamd thecosomes, uit het Grieks voor 'ingekapseld lichaam'. Er zijn twee andere groepen: de pseudothecosomen hebben gelatineuze schelpen en de gymnosomen ('naakt lichaam') hebben er geen helemaal niet. Binnen deze groepen kan het moeilijk zijn om te weten wie wie is, vooral als je alleen kijkt. Wetenschappers van het Smithsonian's National Museum of Natural History gebruiken genetica om de verschillen tussen de soorten bloot te leggen.
Deze inspanning wordt geleid door zoöloog Karen Osborn, die een groot talent heeft voor fotografie: op de universiteit worstelde ze zich over het behalen van een major in kunst of wetenschap. Na het verzamelen van levende dieren terwijl ze in de open oceaan duiken, brengt ze ze terug naar het onderzoeksschip en fotografeert ze elk in een ondiepe tank met helder water met een Canon 5D-camera met een 65 mm-lens, met drie tot vier flitsen om de kleuren vast te leggen de meestal transparante beestjes. De foto's hebben wetenschappelijk gebruik - om nooit eerder opgenomen beelden van de levende dieren vast te leggen - en "om belangstelling te wekken voor deze rare, wilde dieren, " zei ze. Al deze foto's zijn genomen in de Stille Oceaan voor de kust van Mexico en Californië.
Dit gymnosoom (Pneumodermopsis sp.) Trekt gepelde pteropoden uit hun schelpen met een stel zuignappen. (© Karen Osborn) Hoewel zeevlinders in de gymnosoomgroep, zoals degene die hierboven is gezien, geen schelpen hebben en daarom niet vatbaar zijn voor de gevaren van verzuring door de oceaan, bestaat hun hele dieet uit gepelde pteropoden. Als CO2 in de lucht blijft stijgen als gevolg van het verbranden van fossiele brandstoffen en de oceaan op zijn beurt zuurder wordt, kan hun prooibron verdwijnen - indirect deze prachtige roofdieren en alle vissen, inktvissen en andere dieren die zich voeden met de gymnosomen in gevaar brengen.
Cavolinia uncinata (© Karen Osborn) Jarenlang werden zeevlinders alleen via het net verzameld. Wanneer ze op deze manier worden verzameld, trekken de dieren (zoals Cavolinia uncinata hierboven) hun vlezige 'vleugels' en lichamen terug in schalen ter grootte van een potlood, die vaak breken tijdens het proces. Onderzoekers laten de verzamelde pteropoden vervolgens in kleine potjes alcohol vallen voor bewaring, waardoor de zachte delen verschrompelen en alleen de schaal achterblijven. Wetenschappers proberen de zeevlinders in soorten te sorteren door alleen de schelpen te vergelijken, maar zonder de hele dieren te kunnen zien, missen ze misschien de volledige diversiteit aan pteropoden.
Dit kan dezelfde soort zijn als de vorige zeevlinder (Cavolinia uncinata), of het kan een andere soort zijn die decennia lang onopgemerkt is gebleven. (© Karen Osborn) Meer recentelijk zijn wetenschappers zoals Osborn en Smithsonian onderzoeker Stephanie Bush begonnen met het handmatig verzamelen van specimens terwijl SCUBA in open zee duikt. Met dit blauwwaterduiken kan ze kwetsbare organismen verzamelen en fotograferen. Terwijl zij en haar collega's levende organismen in meer detail observeren, realiseren ze zich dat dieren waarvan ze dachten dat ze dezelfde soort waren, in feite misschien niet zijn! Deze gepelde pteropod ( Cavolinia uncinata) wordt beschouwd als dezelfde soort als die op de vorige foto. Omdat hun vlezige delen er zo anders uitzien, analyseert Bush echter de genetische code van elk specimen om vast te stellen of ze echt dezelfde soort zijn.
Massa van Cavolinia uncinata eieren (© Karen Osborn) Deze reeks eieren schoot uit Cavolinia uncinata toen het onder de microscoop werd waargenomen. De eieren zijn aan elkaar gehecht in een gelatineuze massa, en als ze niet op zichzelf in een petrischaal waren opgenomen, zouden ze door het water zijn gedreven totdat de nieuwe pteropoden als larven tevoorschijn kwamen. Hun reproductiemethoden zijn niet goed bestudeerd, maar we weten dat pteropoden als mannen beginnen en zodra ze een bepaalde grootte bereiken, overschakelen naar vrouwen. Dit seksuele systeem, bekend als sequentieel hermafroditisme, kan de voortplanting stimuleren omdat grotere vrouwtjes meer eieren kunnen produceren.
In het Noordpoolgebied kan deze pteropod-soort (Limacina helicina) de helft van het zoöplankton vormen dat in de waterkolom zwemt. (© Karen Osborn) Deze pteropod ( Limacina helicina ) heeft tegen een stootje getrokken door een sleepnet: je kunt de gebroken randen van zijn schaal zien. Een overvloedige soort met zwart vlees, elk van deze zeevlinders is zo groot als een grote zandkorrel. In bepaalde omstandigheden 'bloeien' ze, en wanneer vissen te veel eten, maakt de zwarte kleur van de pteropod de ingewanden zwart.
De schaal van Clio recurva is een perfecte landingsbaan voor een kolonie hydroïden. (© Karen Osborn) Niet alleen is de binnenkant van deze schelp de thuisbasis van een pteropod ( Clio recurva ), maar de buitenkant herbergt een kolonie hydroïden - de kleine roze bloemachtige dieren verbonden door transparante slangen over de hele schaal. Hydroids, kleine, roofzuchtige dieren gerelateerd aan kwallen, moeten zich hechten aan een oppervlak in het midden van de oceaan om hun kolonie op te bouwen, en de kleine schaal van Clio is de perfecte landingsplaats. Hoewel het een mooie habitat is voor de hydroïden, biedt deze schaal waarschijnlijk minder dan ideale bescherming voor de pteropod: de opening is zo groot dat een goed uitgerust roofdier, zoals grotere schaalloze pteropoden, hem waarschijnlijk gewoon kan bereiken en eruit trekken. "Ik zou persoonlijk een beter huis willen", zegt Osborn.
Er werd ooit gedacht dat Clione limacina werd gevonden in het Zuidpoolgebied en het Noordpoolgebied, maar het is waarschijnlijk dat het twee afzonderlijke soorten zijn. (© Karen Osborn) Gymnosomen zijn pteropoden zonder shells en hebben een dieet dat bijna volledig bestaat uit gepelde pteropoden. Deze soort ( Clione limacina ), voedt zich uitsluitend met Limacina helicina (de zwart-vlees pteropod een paar dia's terug). Ze grijpen hun gepelde familielid met zes tentakelachtige armen en gebruiken vervolgens grijpende kaken om hun maaltijd uit de schaal te zuigen.
Dit bericht is geschreven door Emily Frost en Hannah Waters. Meer informatie over de oceaan vindt u in de Ocean Portal van het Smithsonian.
