Ученые разработали новый подход к описанию поведения микроскопических морских личинок, который улучшит будущие прогнозы того, как они рассеиваются и распределяются.
Исследование Университета Плимута и Национального океанографического центра, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, отказывается от ранее использовавшихся методов для выявления нового понимания поведения личинок в океане с помощью обратного проектирования.
Компьютерное моделирование океана обычно используется для прогнозирования движения животных и растений в воде. Этот подход известен как биофизическое моделирование.
Модели сочетают в себе глубокие знания об океанских течениях с прогнозами того, как личинки могут вести себя и реагировать на экологические и биологические сигналы, такие как свет, гравитация или феромоны.
Эти факторы приводят к изменениям в том, как они распределяются по всей толще воды, и понимание этого особенно важно, поскольку многие морские организмы плохо плавают и зависят от океанских течений, скорость которых уменьшается с глубиной, а направление меняется. помогите им двигаться.
Ранее исследователи описывали поведение личинок, увеличивая масштабы лабораторных наблюдений - например, программируя смоделированных личинок так, чтобы они плавали вверх и вниз в толще воды в ответ на световые сигналы, - но, поскольку мало что известно о том, как эффективно реагируют личинки к этим сигналам в природе это может привести к тому, что модели не смогут точно предсказать расселение.
Новое исследование позволяет ученым предсказать направление и скорость, с которой личинки должны были бы плыть, чтобы модели наилучшим образом соответствовали закономерностям, наблюдаемым в природе, без знания механизмов их движения.
Исследование возглавляли кандидат наук Молли Джеймс и доцент кафедры морской экологии доктор Энтони Найтс из Школы биологических и морских наук Университета Плимута, и они обнаружили, что плавательное поведение личинок, необходимое для воспроизведения естественных моделей, было заметно отличаются от тех, которые были предложены лабораторными исследованиями.
Они считают, что этот новаторский метод оценки поведения личинок, который может быть применен к любым видам с дисперсионной личиночной фазой, значительно улучшит наше понимание того, как мельчайшие формы жизни распространяются в морской, пресноводной и даже наземной среде.
Молли, выпускница бакалавриата морской биологии и океанографии с отличием, сказала: «Большинство морских видов имеют личиночную стадию развития, и эти личинки являются ключевым компонентом океанских пищевых сетей. Понимание экологии личинок очень важно. поэтому важно, поскольку это расширит наши знания о морской среде. Наши исследования действительно идут вразрез с предыдущими представлениями, но мы считаем, что они обеспечивают реальный шаг вперед в том, как ученые могут предсказывать расселение морских видов сейчас и в будущем."
Д-р Найтс, чьи исследования включают использование полевых экспериментов и теоретических моделей для оценки того, как популяции реагируют на антропогенное и экологическое давление, добавил: «Расселение видов было ключевым направлением исследований на протяжении многих лет. Глобальное изменение климата приводит к сдвиги и расширение в распределении наземных и морских видов, изменяющие структуру и функционирование экосистем, поэтому понимание расселения крайне важно для управления экосистемами Наше исследование предоставляет набор инструментов для разработчиков моделей расселения, обеспечивая реалистичное понимание поведения, которого раньше не было."