Животът в дълбините на океана често се разпределя в скрити зони, формирани от температурата, солеността и движението на водата. Много животни, като медузите Botrynema, остават в тесен диапазон от условия, почти като че ли имат стабилна родина. Когато морски вид се появи далеч извън обичайната си зона, това повдига въпроси както за животното, така и за самия океан.

Ново проучване на морски учени от Университета на Западна Австралия (UWA) предполага, че начинът, по който дълбоководната медуза от рода Botrynema е разпространена в океана, може да разкрие досега неизвестна биогеографска бариера в Северния Атлантик.

В този случай екипът е открил медуза от вида Botrynema, която обикновено живее в ледените води на Арктика, да плува далеч на юг от родния си дом, в тъмните субтропични води близо до Флорида. Те са използвали това откритие, за да преосмислят класификацията на тази медуза и как скритите „бариери“ в океана определят местата, където тя може да живее.

Повечето медузи преминават през два основни етапа от живота си: плаваща, камбанообразна медуза и прикрепен етап, в който се прилепват към скали или други повърхности.

Групата в това проучване, наречена Trachymedusae, пропуска втория етап. Тези медузи прекарват целия си живот като плаващи медузи; те нямат типичния прикрепен етап „полип“, който имат много други медузи.  рамките на тази група екипът се фокусира върху медузите от рода Botrynema, особено върху подвид, наречен Botrynema brucei ellinorae.

В продължение на около век изследователите смятаха, че Botrynema brucei е широко разпространен вид, срещащ се както в полярните региони, така и в дълбоките води на много океани, а Botrynema ellinorae е северният подвид на медузата. С течение на времето те забелязват два типа тяло (наречени още морфотипа): един с малка изпъкналост на върха на камбаната, наречена апикална изпъкналост, и един с гладка горна част и без изпъкналост.

В ранните проучвания животните с изпъкналост и без изпъкналост бяха третирани като различни видове, но по-късни наблюдения в арктическите и субарктическите води показаха, че и двете форми се срещат в рамките на един и същ подвид медузи, Botrynema brucei ellinorae.

Проучването имаше за цел да отговори на три свързани въпроса: Как всъщност е разпределено Botrynema по света? Как двете форми на тялото са свързани генетично? И как един предполагаем арктически подвид се е озовал в дълбоките субтропични води близо до Флорида?

За да отговорят на тези въпроси, изследователите използваха физически характеристики, ДНК секвениране, карти на местата, където са били намерени екземпляри, и повече от 100 години публикувани записи. Те също така извлекли данни от глобални бази данни за биоразнообразието и премахнали явно неверни записи, преди да нанесат надеждни записи на глобална карта на средноводните региони, за да видят кои зони заема Botrynema.

Историческите улики помогнаха, но екипът се нуждаеше и от нов материал. Изследователска програма в норвежките арктически води улови десетки медузи Botrynema brucei ellinorae с помощта на мрежи за планктон.

Учените фотографират всяка медуза, за да документират дали има израстък или не, след което запазиха животните за генетичен анализ. Тези северни екземпляри формираха съвременен, добре документиран набор за сравнение. Тъй като животните произхождаха от един и същ регион и дълбочина, това даде на изследователите ясна представа за това как изглеждат морфите с израстъци и без израстъци в реалния живот и колко често се срещат в арктическите и близките субарктически води.

По време на изследователска експедиция в дълбоките води на западната част на Северния Атлантик, дистанционно управлявано подводно превозно средство изследва морското дъно на североизток от Флорида на дълбочина около 3280 фута и заснема медуза, плаваща в тъмнината.

От видеото и след като улавят самото животно, изследователите установяват, че то принадлежи към вида Botrynema. То има характерния връх на върха на камбаната, както и щитовидни полови жлези с бледорозов оттенък. Тази единствена медуза се превърна в ключов тест за това дали арктическият подвид наистина се е появил толкова на юг. Тъй като екипът разполагаше както с видеозапис, така и с физически образец, те можаха да свържат външния му вид и поведението му във водата с прецизни измервания и генетична работа в лабораторията.

В лабораторията екипът извлече ДНК от тази дълбокоатлантическа медуза и от арктическите и субарктически проби. Резултатът се оказва изненадващ. ДНК на новата медуза се групира в групата на медузите Botrynema brucei ellinorae и се различаваше само леко от най-разпространената арктическа последователност. Това ни показва, че южното животно не е отделен вид, обитаващ топли води. Генетично то е по същество арктически подвид, който по някакъв начин е попаднал в дълбоките субтропични води.

Когато учените разгледаха глобалното разпространение, се появява ясна тенденция. Индивидите с изпъкнали израстъци се срещат в много океани и в широк диапазон от географски ширини, включително в умерени и субтропични региони. Формата без изпъкнали израстъци обаче изглежда ограничена до Северния ледовит океан и близките субарктични части на Северния Атлантик, особено в тясна област, наречена Северноатлантически дрифт. Няма достоверни данни за медузи Botrynema без израстъци на юг от тази зона в нито един от двата големи океана, което предполага, че обхватът им е много по-ограничен от този на формите с израстъци.

Това повдига нов въпрос: ако подвидът е арктически, как е достигнал Флорида и защо само във формата с израстъци? Отговорът вероятно се крие в дълбоководните течения. В Северния Атлантик студената, плътна вода потъва близо до Гренландия и след това тече на юг като част от океанския конвейер, включително клон, наречен Дълбоко западно гранично течение. Авторите твърдят, че медузите Botrynema brucei ellinorae могат да се носят в това дълбоко течение, пътувайки на юг, без да променят дълбочината. Тази водна маса създава маршрут, който свързва арктическите дълбоководни общности с басейните на по-ниски ширини, и южният екземпляр вероятно е пътувал по този начин, носен от течението, а не чрез активно плуване.

В същото време проучването предполага, че в региона на Североатлантическия дрейф съществува нещо като „мека бариера“: не стена или суша, а преходна зона, в която се променят температурата на водата, химичният състав, плячката и хищниците. На север от тази зона съжителстват както морфи с израстъци, така и морфи без израстъци на B. brucei ellinorae. На юг от нея се среща само версията с израстъци. Изследователите предполагат, че израстъците може би дават малко предимство в южните, малко по-топли средни водни зони, където хищниците са по-често срещани, може би като променят начина, по който медузата се движи, или колко лесно е за хищниците да я хванат.

В крайна сметка, тази история за медузите всъщност е за невидимата граница, очертана от самия океан.

Въпреки че дълбоките течения могат тихо да пренесат арктическа медуза на хиляди километри на юг, „меката бариера” в Северноатлантическия дрифт помага да се реши коя версия на тази медуза може действително да оцелее там. На север от тази зона и двете форми – с израстъци и без израстъци – се справят добре, но на юг от нея само формата с израстъци изглежда способна да се справи с малко по-топлите и по-пълни с хищници средни води. Чрез проследяване на една бледорозова медуза и сравняване на гените ѝ с тези на арктическите ѝ роднини, проучването показва как скритите промени в температурата на водата, химичния състав и хранителните вериги могат да определят къде животът може да процъфтява и къде не.

Снимка: Pexels/Deep Sea Research

Виж още: Понеже си нямаме други проблеми, този астероид може да достигне орбитата на Земята до няколко години