Почему кораллы совершают ритмичные движения щупальцами
Кораллы гетероксении (Heteroxenia) интригуют зоологов едва ли не со времён Жана-Батиста Ламарка: они совершают ритмичные движения щупальцами, и никто не знает, зачем. Гетероксении, как и другие кораллы, образуют колонии из множества полипов, каждый из которых напоминает цветок с радиально расположенными «лепестками»-щупальцами. И эти «лепестки» у полипа то закрываются, то раскрываются. Такие же пульсирующие движения совершают, например, плывущие медузы, но кораллы, в отличие от медуз, никуда не плывут, они сидят на месте. Можно предположить, что кораллы щупальцами захватывают каких-то животных, чтобы съесть их, но гетероксении не были замечены в хищническом поведении. Однако пульсирующие движения расходуют много энергии, и какая-то веская причина для размахивания щупальцами у кораллов всё же должна быть.
Загадка кораллов гетероксений наконец-то разгадана. (Фото Hebrew University of Jerusalem.)
Разгадку удалось найти исследователям из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль). Учёные круглосуточно наблюдали за колониями кораллов с помощью инфракрасной камеры и обнаружили, что днём, после полудня, у животных наступает получасовая сиеста: в это время они перестают сокращать и распускать щупальца. Затем исследователи с помощью лазерного устройства, которым можно было следить за перемещениями частиц в воде, проанализировали потоки воды у кораллов: их направление, силу, турбулентные завихрения и т. п. То есть, грубо говоря, была построена карта течений вблизи кораллов.
Как пишут зоологи в журнале PNAS, пульсация щупальцами нужна кораллам, чтобы, так сказать, проветривать себя. Как и все живые организмы, они нуждаются в питательных веществах, им необходим газообмен и освобождение от продуктов обмена веществ. Хотя кораллы живут в море, а не в стоячем пруду, им всё равно нужно перемешивать воду вокруг себя, чтобы «использованная» вода быстрее выходила из тела полипов и из колонии.
Хотя каждый полип пульсирует независимо от других, суммарный эффект от активности всех «колонистов» идёт на общую пользу: сокращения щупалец, пусть и несинхронные, значительно усиливают вентиляцию воды, причём особенно это сказывается на восходящих потоках, которые идут от кораллов во внешнюю среду. Но это всё равно не оправдывает энергетических затрат на «размахивание» щупальцами. То есть, может быть, и оправдывает, но тогда учёным надо точно оценить разницу между бездействующими кораллами и пульсирующими.
Кораллы, как известно, живут в симбиозе с водорослями, которым для фотосинтеза нужен углекислый газ и которые выделяют кислород, образовавшийся в результате фотосинтеза. Исследователи сравнили уровень фотосинтеза в пульсирующих и отдыхающих полипах, и оказалось, что пульсация заметно активирует фотосинтез. Сокращая щупальца, кораллы выводят из тела и окружающей воды избыток кислорода, который, будучи в больших концентрациях, подавляет фотосинтез. Ну а чем активнее происходит фотосинтез у водорослей-симбионтов, тем лучше самим кораллам.
В результате плюсы от сократительной активности перевешивают минусы. Пульсируя, кораллы расходуют энергию, но благодаря постоянному проветриванию они с лихвой возмещают энергетические затраты. К тому же не надо забывать, что это ещё и помогает вывести продукты обмена.
Конечно, можно было бы сразу сказать, что кораллы пульсируют ради «перемешивания», однако уровень энергетических затрат от такого «перемешивания» требовал уточнить, что именно перемешивают кораллы и стоит ли оно того. В общем, загадка кораллов, похоже, разгадана — через 200 лет с того момента, когда их необычная пульсация привлекла к себе внимание естествоиспытателей.
