Παραξενιά της φύσης ή «τέλειοι» μικροοργανισμοί;

Τα μιξότροφα χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες. Μερικά, όπως το Ceratium (Tripos) furca (1), μπορούν να φωτοσυνθέτουν, αλλά και να τρώνε άλλους μικροοργανισμούς. Μέλη της τάξης των Nasselaria (2) κλέβουν φωτοσυνθετικά όργανα από το πλαγκτόν που πέφτει θύμα τους. Είδη όπως το Karlodinium (3) ενεργούν όπως το Ceratium (Tripos) furca.

Κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας, αόρατα στο γυμνό μάτι, σμήνη μικροσκοπικού πλαγκτόν, άλλα με ροζ απόχρωση και άλλα με σκούρα πράσινη, κολυμπούν απορροφώντας τις ακτίνες του ήλιου και χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια για να φτιάχνουν θρεπτικές ουσίες μέσω φωτοσύνθεσης. Ανάμεσά τους, ένα ον με πλοκάμια, που ονομάζεται Mesodinium, πλησιάζει το φυτοπλαγκτόν κάνοντας κινήσεις ζιγκ - ζαγκ, ελκυόμενο από τα σάκχαρα και τα αμινοξέα που διαφεύγουν απ' τα θηράματά του. Το Mesodinium, μήκους μόλις 22 εκατομμυριοστών του μέτρου, αλλά σημαντικά μεγαλύτερο από το φυτοπλαγκτόν, απλώνει τα πλοκάμια του και εγκολπώνεται ένα από τα πράσινα είδη πλαγκτόν, τα νανομαστιγοφόρα, το οποίο σύντομα χωνεύει και απορροφά τελείως.
Ο θηρευτής είναι πιο επιλεκτικός αλλά το ίδιο βάναυσος με τα ροζ θηράματα, που ονομάζονται κρυπτόφυτα. Καθώς χωνεύει και καταστρέφει τα περισσότερα από τα κομμάτια τους, ο επιτιθέμενος κρατάει άθικτες τις οργανέλλες τους, όπου πραγματοποιείται η φωτοσύνθεση. Μέσα σε λίγα λεπτά, το χλομό Mesodinium αρχίζει να γίνεται κοκκινωπό, καθώς συσσωρεύει μέσα στο σώμα του τα κλεμμένα μέρη - χλωροπλάστες και νουκλεοσώματα - τα οποία παραμένουν ακέραια και λειτουργικά. Το Mesodinium δεν μπορεί να απορροφήσει και να χρησιμοποιήσει διοξείδιο του άνθρακα, όπως κάνουν οι πραγματικοί φωτοσυνθέτες, έτσι στηρίζεται στους χλωροπλάστες των θυμάτων του για να το πετύχει. Η διπλή στρατηγική αυτού του πλάσματος, να κυνηγά για την τροφή του σαν ζώο και να φωτοσυνθέτει σαν φυτό, ονομάζεται μιξοτροφία.

Ο θύτης γίνεται θύμα

Το Mesodinium δεν χαίρεται για πολύ τα λάφυρα. Κοντά παραμονεύει ένα άλλο μιξότροφο, ελαφρώς μεγαλύτερο και με διαφορετικές τεχνικές κυνηγιού: Το δινομαστιγοφόρο Dinophysis. Αρχίζει να κάνει κύκλους γύρω από το θύμα του και κάποια στιγμή εκτοξεύει ίνες σαν καμάκια που ακινητοποιούν το Mesodinium. Τότε το Dinophysis καρφώνει το Mesodinium με ένα προσάρτημα, που μοιάζει και λειτουργεί σαν ...καλαμάκι, με το οποίο ρουφά όλο το περιεχόμενό του, μαζί και τους κλεμμένους χλωροπλάστες. Αυτές οι από τρίτο χέρι φωτοσυνθετικές βιομηχανίες αφομοιώνονται στον νέο ξενιστή και αρχίζουν να παράγουν μέσα στο Dinophysis, προσφέροντάς του ενέργεια και ζωτικά συστατικά. Τα υπολείμματα του κατακρεουργημένου Mesodinium παρασύρονται μέσα στο νερό.
Αυτοί οι δύο μονοκύτταροι φονιάδες είναι μόνο δύο παραδείγματα των δισεκατομμυρίων μιξότροφων μικροοργανισμών πλαγκτόν, που κολυμπούν στις θάλασσες της Γης. Για πολύ καιρό, οι υδροβιολόγοι θεωρούσαν τα μιξότροφα ως μικρής σημασίας παραξενιές της φύσης, συγκρινόμενα με τις δύο μεγάλες ομάδες μονοκύτταρου πλαγκτόν, που κυριαρχούν στη βάση της τροφικής αλυσίδας των ωκεανών. Η μία ομάδα είναι το φυτοπλαγκτόν, που χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια και ανόργανα θρεπτικά, όπως τα νιτρικά άλατα, για να αναπτυχθεί και η άλλη το ζωοπλαγκτόν, που τρέφεται με φυτοπλαγκτόν. Τελικά, οι θρεπτικές ουσίες περνάνε σε μεγαλύτερα ζώα που τρέφονται με πλαγκτόν και των δύο κύριων ομάδων. Τα μιξότροφα θεωρούνταν ότι είναι λίγο φυτοπλαγκτόν και λίγο ζωοπλαγκτόν, χωρίς να έχουν εξαιρετική επίδοση σε τίποτα (στην ξηρά μιξότροφα είναι τα σαρκοφάγα φυτά Venus, που παγιδεύουν και αφομοιώνουν έντομα).

Παραμελημένος παράγοντας;

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα της Αντίτ Μίτρα, του πανεπιστημίου Σουάνσι της Ουαλίας, η παραδοσιακή εικόνα για την τροφική αλυσίδα στη θάλασσα είναι λαθεμένη. Μέσα από πειράματα, παρατηρήσεις και μοντέλα προσομοίωσης πληθυσμών πλαγκτόν, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα περισσότερα είδη μονοκύτταρου πλαγκτόν δεν είναι ούτε φυτόμορφα, ούτε καθαροί καταναλωτές φυτοπλαγκτόν. Τα περισσότερα είναι στον ένα ή τον άλλο βαθμό μιξότροφα και αν αυτό ισχύει, τότε η τροφική αλυσίδα της θάλασσας δεν λειτουργεί όπως θεωρούνταν. Στην περίπτωση αυτή το μέγεθος των πληθυσμών φυτοπλαγκτόν δεν περιορίζεται απόλυτα από την ηλιοφάνεια, καθώς μπορεί να αυξηθεί μέσω της κατανάλωσης άλλων μικροοργανισμών. Ταυτόχρονα, η ηλιακή ενέργεια μπορεί να δώσει επιπλέον ενέργεια σε μικροπλαγκτόν που ζει τρώγοντας άλλο μικροπλαγκτόν.
Αυτές οι δυνατότητες έχουν επίδραση σε πολλά πράγματα, από την ατμόσφαιρα μέχρι τους πληθυσμούς των ψαριών. Για παράδειγμα, από τη δραστηριότητα των μιξότροφων κρίνεται πόσο γρήγορα οι ωκεανοί απορροφούν το (αέριο του θερμοκηπίου) διοξείδιο του άνθρακα από το νερό και μέσω αυτού από την ατμόσφαιρα, δεσμεύοντάς το μέσα σε θαλάσσια ιζήματα (ανθρακικά άλατα του κελύφους των μικροοργανισμών). Επίσης, οι ομάδες μιξότροφων μπορεί να είναι λιγότερο ευάλωτες στις διακυμάνσεις της ηλιοφάνειας, από τη μια εποχή στην άλλη. Τέτοια ευελιξία και αντοχή έχει πλεονεκτήματα. Πληθυσμοί επωφελών μιξότροφων μπορούν να παρέχουν τροφή σε περισσότερες νύμφες ψαριών, σε όφελος της ανθρώπινης αλιείας. Αλλά μπορεί να υπάρχουν και αρνητικές συνέπειες. Μερικά είδη μιξότροφων προκαλούν βλαβερές ανθήσεις φυκών, που μειώνουν το οξυγόνο στο νερό και το πέρασμα του φωτός πιο βαθιά μέσα στη θάλασσα, σκοτώνοντας μεγάλο αριθμό ψαριών και καταστρέφοντας καλλιέργειες οστρακόδερμων.
Αν αυτή η νέα οπτική της θαλάσσιας βιολογίας, με βάση τα μαθηματικά μοντέλα για τα μιξότροφα, επιβεβαιωθεί με εκτεταμένες παράλληλες παρατηρήσεις πραγματικού χρόνου στην ανοιχτή θάλασσα, τότε η ιδέα της ωκεάνιας οικολογίας, που βασίζεται μόνο στο «φυτόμορφο» και «ζωόμορφο» πλαγκτόν θα πάψει να είναι βάσιμη, παίρνοντας υπόψη τον παράξενο και παραμελημένο μικροσκοπικό παράγοντα, που κολυμπά στα κύματα.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»