Личинки морских звезд оказались повелителями вихрей

Исследователи обнаружили необычный механизм передвижения личинок морских звезд. Благодаря микровихрям, созданным с помощью десятков тысяч ресничек, личинки могут эффективно питаться и быстро двигаться в толще воды. Статья об исследовании опубликована в журнале Nature.

Морские звезды – иглокожие оседлые обитатели морского дна. Как правило их перемещения ограничиваются радиусом пятьсот метров. Но очень маленькие, не больше пяти миллиметров в длинну, личинки большинства видов морских звезд свободно передвигаются в толще воды в поисках пищи, пополняя ряды зоопланктона. Из-за своих миниатюрных размеров личинка морской звезды не накапливает запасы энергии и постоянно находится перед выбором: есть или двигаться.

При исследовании личинок в естественной среде обитания биологи из Стендфордского университета обнаружили комплекс медленно меняющихся микровихрей, которые создает вокруг себя каждая личинка. Создание вихрей весьма энергозатратно и, как может показаться на первый взгляд, идет в разрез с первичными потребностями животного, движением и питанием.

Засняв движения личинок с помощью микроскопа в лабораторных условиях, ученые обнаружили, что микровихри создаются согласованными движениями реснитчатого шнура – полосы двигательных ресничек, которая опоясывает все тело личинки. В некоторых местах обнаружились клубки ресничек, которые, перемещаясь, регулировали размер и положение вихрей.

На основе своих наблюдений ученые построили математическую модель, которая описывает два режима работы ресничек. В режиме питания движения ресничек создают множественные вихревые потоки, которые подхватывают частички водорослей и выносят их на расстояние захвата, позволяя личинке эффективно питаться в местах, богатых пищей. В режиме плавания микровихри облегчают прямолинейное движение в воде.

Таким образом, ученые обнаружили новый механизм, который увеличивает шансы молодых морских звезд на выживание, позволяя им быстро передвигаться и увеличивая эффективность питания. Возможно, такой механизм обнаружится и у других личинок морских обитателей, ведь личинки многих видов беспозвоночных также опоясаны реснитчатым жгутом.

Личинки морских звезд, микроскопические полупрозрачные существа, очень красивы, как и многие другие обитатели океана. В этом помогают убедиться подводные фотографии, сделанные океанологами.