Jak to się robi w głębinach? Miłość w morzu potrafi szokować

Seks masowy, podróże na krańce świata, samozapłodnienie – rozmnażanie się zwierząt na lądzie to w porównaniu z oceanami nuda i pruderia. Dowiedzcie się jak to się robi w odmętach mórz!

Seks masowy lub szukanie partnera – warianty gry

W oceanie zapłodnienie komórek jajowych może się odbywać swobodnie − w wodzie, ale czasem dzieje się to w ciele matki. Niektóre organizmy morskie przez wzgląd na swoje potomstwo stawiają na ilość i godzą się z tym, że 99 procent ich dzieci posłuży jako pożywienie dla innych zwierząt morskich. Weźmy na przykład rybę samogłowa (Mola mola), giganta wśród ryb kostnoszkieletowych, o długości dochodzącej do 3,3 metra i wadze osiągającej 2,3 tony. Podczas jednego składania ikry samica może złożyć do 300 milionów jajeczek; tym samym jest rekordzistką wśród wszystkich ryb. Jaja są maleńkie, mierzą raptem milimetr, a rozwijające się z nich larwy mają zaledwie trzy milimetry długości.

Przed drapieżnikami ma je chronić pięć długich kolców, ale gdyby ta ochrona rzeczywiście miała być skuteczna, w ciągu kilku lat w morzach pływałyby wyłącznie samogłowy. Strategią samogłowów jest bowiem wyprodukować możliwie jak najwięcej potomstwa, z którego tylko niewielka część osiągnie wiek reprodukcyjny. Dlatego biolodzy zaliczają samogłowy do przedstawicieli „strategii r”, czyli gatunków, które stawiają na wysoki wskaźnik rozrodu. Przy tej strategii życiowej energię trzeba wydatkować tylko na wyprodukowanie jaj, ale po ich złożeniu rodzice mają już spokój. Nie troszczą się o potomstwo ani nie budują z nim żadnej więzi.

Żarłacz biały, fot. Getty Images

Zupełnie przeciwną strategię stosuje żarłacz biały (Carcharodon carcharias). Co prawda wciąż jeszcze wiemy o nim niewiele więcej niż to, że jest obecnie największym rekinem drapieżnym i owiany jest (przesadnie) złą sławą, jednak współczesne badania pokazują, że samce żarłaczy białych przeciętnie osiągają dojrzałość płciową w wieku 26 lat, a samice dopiero w wieku 33 lat. Osiągnięcie dojrzałości płciowej trwa zatem u nich dwa razy dłużej niż u ludzi. Także czas trwania ciąży jest dwukrotnie dłuższy niż w przypadku człowieka, podczas gdy długość życia, wynosząca u żarłaczy białych około 70 lat, jest porównywalna z naszą.

Co jednak zaskakujące, to liczba potomstwa − po 18 miesiącach ciąży na świat przychodzi od 2 do 14 młodych. Żarłacze białe są podręcznikowym przykładem życiowej „strategii K”: mają nieliczne potomstwo, w które – w tym przypadku w formie ekstremalnie długiego okresu ciąży – wiele inwestują. Młode mogą mieć do 150 centymetrów długości i dzięki temu już na samym początku życia dysponują znaczną zdolnością przetrwania. Nowo narodzony rekin tej wielkości, z w pełni wykształconym uzębieniem, może nie tylko chwytać zdobycz, lecz także się bronić.

Wspomniana „strategia K” lub „selekcja K” (K-selection) odnosi się do granic pojemności przestrzeni życiowych gatunków. Żarłacze białe stosują strategię dostosowawczą obliczoną na długoterminowo stałe warunki środowiska i pozostającą na stałym poziomie wielkość populacji w rejonie górnego limitu objętości ich biotopu. Większej liczby takich drapieżników szczytowych ich przestrzeń życiowa nie mogłaby udźwignąć.

Z punktu widzenia historii Ziemi wszystko szło dobrze, aż do akcji wkroczył człowiek i urządził masowe polowanie na żarłacze białe. Przy nielicznej populacji, ekstremalnie późno osiąganej dojrzałości płciowej, długim okresie ciąży i małej liczbie potomstwa skutek jest oczywisty – ten imponujący gatunek stopniowo wymiera, tak jak kiedyś jeden z jego krewnych, megalodon.

(…)

Nie z tego świata: tajemnice masowego wesela koralowców 

Niewielu ludzi miało szczęście przeżyć jeden z najpiękniejszych spektakli natury na naszej planecie, gdy korale w skoordynowany sposób wyrzucają komórki rozrodcze do wody na rafie. To bajeczne widowisko.

Miliardy komórek jajowych dryfują w morzu niczym płatki śniegu, a z innych koralowców unosi się „dym” − są to plemniki, zdecydowanie mniejsze od komórek jajowych, za to o wiele liczniejsze. Tak jak u innych morskich bezkręgowców także w przypadku korali chodzi o to, żeby na określonym obszarze możliwie wszyscy przedstawiciele danego gatunku mogli w tym samym czasie uwolnić swoje komórki rozrodcze. Wtedy powstaje najwięcej larw, czyli planul – tak biolodzy nazywają stadium larwalne parzydełkowców, które rozwija się z zapłodnionych komórek jajowych. U niektórych gatunków korali madreporowych okres rozmnażania obejmuje tylko kilka dni, u innych trwa do sześciu tygodni. Miliardy planuli dryfują swobodnie w wodzie, dając się nieść prądom. Ocean nie zważa na pojedyncze losy − lwia część larw albo zostaje zjedzona, albo ląduje w głębinach, gdzie w warunkach uniemożliwiających dalszy rozwój larwy umierają. Większość koralowców rafowych potrzebuje światła, ponieważ mieszczą one w swoich tkankach symbiotyczne mikroglony. Tylko za ich pomocą mogą wytworzyć wystarczająco dużo wapienia, by zbudować rafę. Planula, która znajduje odpowiednie miejsce, rozwija się w postać polipa o promienistej symetrii i zaczyna produkcję wapienia.

Niedługo później nurek może rozpoznać malutki koralowy krzaczek. Korale madreporowe z rodzaju Acropora mogą rocznie przyrastać nawet o 20 centymetrów; inne gatunki rosną wolniej i potrzebują dekad, by utworzyć piękne drzewko.

Koralowce, fot. Getty Images

W przypadku koralowców, podobnie jak u gąbek, bogactwo wariantów rozmnażania jest wielkie. Niektóre gatunki są rozdzielnopłciowe, inne obojnacze (dwupłciowe). Te ostatnie uwalniają komórki jajowe i plemniki w różnych momentach, aby uniknąć samozapłodnienia. Nie wszystkie spośród 1500 znanych gatunków koralowców uwalniają swoje jajeczka i plemniki do wody.

U niektórych gatunków tylko plemniki są wyrzucane w formie „dymu”. Docierają one do samicy i w jej wnętrzu – zwykle w jamie gastralnej – dochodzi do zapłodnienia, tam też przebiega wczesny rozwój larw, które później są uwalniane do wody. Inne koralowce znają nawet partenogenezę (dzieworództwo) i rozwijają planule, pomimo że nie dochodzi do zapłodnienia przez plemniki. Inne znów dodatkowo rozmnażają się wegetatywnie, na przykład kiedy od kolonii korali wskutek uderzenia fali odłamie się kawałek, odłamki takie w korzystnych miejscach zasiedlenia mogą dalej rosnąć i tworzyć nowe kolonie. Rozgałęzione i szybko rosnące korale z rodzaju Acropora opanowały tę umiejętność tak dobrze, że akwaryści morscy chętnie wykorzystują ją, by zasiedlać nimi swoje akwaria.

A w jaki sposób koralowce są w stanie zsynchronizować równoczesne uwalnianie gamet na wielkim obszarze o powierzchni wielu kilometrów kwadratowych? Dopiero kilka lat temu badacze rzucili nieco więcej światła na tę mroczną tajemnicę. Okazuje się, że określone kryptochromy (fotoreceptory światła niebieskiego) z oznaczeniem Cry2 sprawiają, że światło księżyca podczas pełni pozwala idealnie zsynchronizować cykl rozmnażania. Wszystko to wydaje się funkcjonować niczym wewnętrzny zegar, który reaguje na bodźce świetlne.

Jak to często bywa, także inni mają ten wewnętrzny zegar. Przy wybrzeżu Australii, na Wielkiej Rafie Koralowej, połowa morskiego świata wie, kiedy nastąpi to wielkie wydarzenie. I wszyscy − od maleńkich krabików planktonowych po olbrzymiego rekina wielorybiego − spieszą się na wielką ucztę. Ale nie tylko największą rybę świata oceaniczny seks obdarowuje wspaniałą ucztą…

(...)

Węgorze: niepojęte wędrówki związane z miłością

Miłość w morzu nie ogranicza się jednak do masowych wesel, polegających na ruchu w górę. Czasami trzeba przebyć – a konkretnie: przepłynąć − olbrzymie dystanse. Do dalekosiężnych wędrówek podejmowanych z miłosnych pobudek zaliczają się migracje węgorzy. Pomimo trwających od ponad 100 lat wysiłków badawczych wędrówki tych zwierząt pozostają jedną z największych zagadek biologii. Obecnie jest znanych 21 gatunków z rodzaju Anguilla i wszystkie one spędzają życie w rzekach i potokach. Kiedy jednak nadchodzi czas reprodukcji, węgorze niepowstrzymanie ciągnie do morza.

Gdy jest to konieczne, pełzają nawet z jednego zbiornika wodnego do następnego − mogą przeżyć dłuższy czas na lądzie. Niektóre gatunki pod koniec swojego dorosłego życia przemierzają wiele tysięcy kilometrów, by dotrzeć z powrotem do swojego ulubionego miejsca, w którym odbywają tarło. Już podczas opuszczania słodkich wód przestają przyjmować pokarm, albowiem odtąd obie płcie mają tylko jeden cel życiowy − rozród.

Energię niezbędną do jego zrealizowania czerpią wyłącznie ze zgromadzonych rezerw tłuszczu, które muszą wystarczyć zarówno na całą podróż, jak i na kończące eskapadę tarło. Podczas wędrówki bowiem zanikają jelita, a także zamyka się odbyt. Jak dotąd nie udało się zaobserwować parowania węgorzy w ich naturalnym otoczeniu. Po tarle, gdy cel został zrealizowany, podróż dobiega końca i ryby giną. Dlatego węgorze odbywają tarło tylko jeden raz w życiu.

Węgorze są rybami wędrującymi w górę rzeki (katadromicznymi), które na tarło wracają do morza. To odwrotnie niż w przypadku łososi, które są organizmami anadromicznymi, podążającymi ku wodom słodkim i tam się rozmnażającymi. Jednak u żadnego gatunku bieg wydarzeń nie jest tak nadzwyczajny i niepojęty jak w przypadku zagrożonego wyginięciem węgorza europejskiego (Anguilla anguilla) i jego amerykańskiego odpowiednika (Anguilla rostrata). Obydwa opuszczają rzeki na swoim kontynencie i płyną na dużych głębokościach właśnie do Morza Sargassowego, obszaru morskiego Atlantyku na wschód od Florydy i na południe od wysp Bermudów – „Europejczycy” na zachód, „Amerykanie” w przeciwnym kierunku, na wschód.

Anguilla rostrata, fot. Wikimedia Commos

Niektóre szczegóły tych wędrówek zostały wyjaśnione za pomocą telemetrii satelitarnej. W migracjach tych można zaobserwować rytm dobowy: w ciągu dnia węgorze schodzą w dół, na głębokość 1000 metrów, nocą z kolei pływają w cieplejszych warstwach powierzchniowych. Aby w ciągu roku przebyć dystans 5000 kilometrów z Europy do Morza Sargassowego, wygłodzone zwierzęta muszą pokonać każdego dnia 35 kilometrów. 

Ponieważ jednak faktycznie ustalone przebyte odległości były istotnie mniejsze, przyjmuje się, że węgorze zręcznie wykorzystują prądy morskie. Po tym, jak odbyło się już otoczone tajemnicą tarło, z zapłodnionych jajeczek rozwijają się tak zwane leptocefale. Larwy takie zostały niegdyś opisane jako osobny gatunek ryb o nazwie Leptocephalus. Dopiero pod koniec XIX stulecia zorientowano się, że to nic innego, jak młodociane stadium węgorzy.

Pod dywanem brunatnych gronorostów, czyli glonów z gromady brunatnic i rodzaju Sargassum, w części Atlantyku o niemal identycznej nazwie, rozgrywają się niewidoczne dla ludzkiego oka dramaty. Martwe europejskie i amerykańskie węgorze opadają w mierzące 5000 metrów klarowne głębiny, gdzie czekają na nie niezliczone głodne paszcze, podczas gdy następne pokolenie w postaci milionów larw leptocefali – naturalnie także one są podzielone genetycznie na „Europejczyków” i „Amerykanów” – czeka na „pociąg”, czyli na Golfsztrom. Zabiera on wyląg w wielką podróż, podczas której w którymś momencie dochodzi do rozdzielenia − część larw dryfuje dalej na wschód, by pod postacią młodocianych węgorzy dotrzeć do ujść europejskich rzek. Ich amerykańscy kuzyni od 40. stopnia szerokości geograficznej północnej kierują się dalej na północ i na zachód, by wpłynąć do rzek Nowego Świata. 

Skąd jednak się wziął ten niepojęty bieg wydarzeń? Dlaczego węgorze wędrują tak daleko, i to akurat do Morza Sargassowego? Dlaczego w ogóle wędrują? Jak to możliwe, że dwa różne gatunki z dwóch kontynentów migrują w ten rejon Oceanu Atlantyckiego? Czyżby Morze Sargassowe oferowało węgorzom nadzwyczajnie korzystne warunki ekologiczne? I jak zdołały „odkryć” ten bardzo odległy region pośrodku oceanu? 

Odpowiedź na te pytania oferuje tektonika. Rozdzielenie Ameryki Północnej i Europy oraz następujące potem  rozrastanie się Atlantyku odbyło się w okresie od 120 do 40 milionów lat temu. Wzory migracji musiały zatem zapisywać się w pamięci tego gatunku przez miliony lat, podczas gdy ocean stawał się coraz szerszy i w końcu osiągnął dzisiejsze rozmiary. Fakt, że Morze Sargassowe musi oferować wylęgowi szczególne warunki i specyficzne pożywienie, objawia się choćby przez to, że jak dotąd nie udało się rozwinąć hodowli europejskich i amerykańskich węgorzy. Udało się to jedynie w przypadku pewnego japońskiego gatunku, jednak i tu skala sukcesu nie jest wielka. Symulowanie naturalnych warunków za pomocą sztucznej karmy po prostu się nie udaje.

Nierozwiązana zagadka w Atlantyku: migracje żółwi morskich na Wyspę Wniebowstąpienia

Z reprodukcją wiąże się jeszcze jedna zagadka oceanu. Podobnie jak migracje węgorzy, także wędrówki żółwi zielonych (Chelonia mydas) świadczą o rozrastaniu się Atlantyku. Cud rozgrywa się na jednej z najbardziej odizolowanych wysp świata pośrodku Oceanu Atlantyckiego.

Wulkaniczna Wyspa Wniebowstąpienia, niegościnny skrawek lądu, leży nieco na południe od równika i 80 kilometrów na zachód od Grzbietu Śródatlantyckiego, a zatem po stronie amerykańskiej. Brazylia na zachodzie jest oddalona o ponad 2200 kilometrów i akurat tam znajdują się ulubione zasoby pożywienia żółwi zielonych, które są bardziej znane pod nazwą „żółwie jadalne” lub „żółwie na zupę”. Jako wegetarianie żółwie te odżywiają się przede wszystkim trawą morską.

Dlaczego żółwie muszą podejmować wędrówkę w poprzek Atlantyku, by złożyć swoje jaja akurat w Southwest Bay, Clark Beach, Long Beach, English Bay lub Northeast Bay, czyli na pięciu plażach z miejscami lęgowymi na Wyspie Wniebowstąpienia? Widocznie wykluwające się z jaj małe żółwiki mają tę lokalizację wdrukowaną na resztę życia, ponieważ badania genetyczne dowiodły, że samice wracają dokładnie do tej samej zatoki, w której same przyszły na świat. Pięć plaż z miejscami lęgowymi to ojczyzny populacji, które daje się rozróżnić genetycznie. Jest to kolejny z niezliczonych trudnych do zrozumienia fenomenów oceanu.

Żółwik w drodze do morza, fot. Getty Images

Wyklucie się z jaja rozpoczyna dramatyczną fazę w życiu żółwia morskiego. Na krótkiej drodze z gniazda do wody śmierć czai się wszędzie − w postaci ptaków i krabów. Także gdy uda się już dotrzeć do oferującej ratunek wody, wielkie pożeranie trwa, ponieważ wielu mieszkańców morza wie już, kiedy stół jest bogato zastawiony. Raz przeżyłem ten dramat na wyspach Galapagos: małe żółwiki płynęły co sił, by ratować życie, ale w obliczu czekających na nie pelikanów brunatnych (Pelecanus occidentalis) i uszanek galapagoskich (Zalophus wollebaeki) nie miały żadnych szans. Następnie w życiu żółwi następuje faza pozostająca dla nauki tajemnicą. Niektórzy badacze określają ją jako „zgubione lata”, ponieważ o życiu młodych żółwików i trasach ich wędrówek niewiele wiadomo.

Mniej więcej cztery lata później, wyraźnie podrośnięte, pojawiają się w pobliżu swoich żerowisk wzdłuż wybrzeża brazylijskiego. Tam pozostają przez wiele lat, aż osiągną dojrzałość płciową (w wieku od 10 do 15 lat). Wtedy rozpoczynają trwającą tygodniami wędrówkę przez Atlantyk, by na plaży, na której same się wykluły, w ciągu trwającego kilka tygodni cyklu lęgowego złożyć kilka razy po około 100 jaj na gniazdo. Jaja mają w przybliżeniu wielkość piłeczki do tenisa stołowego.

Dorosłe zwierzęta co trzy lub cztery lata odczuwają popęd reprodukcyjny i wtedy na wymienionych plażach zakładają od 6 do 15 tysięcy gniazd. Po okresie od dwóch do trzech miesięcy wylęgają się małe żółwiki. Przy niższej temperaturze gniazda, wynoszącej około 28 stopni Celsjusza, rodzą się tylko samce, podczas gdy przy wyższej, w granicach 32 stopni Celsjusza – tylko samiczki. Zaczyna się nowy cykl życia.

Wyspa Wniebowstąpienia ze swoimi plażami zalicza się do najważniejszych miejsc lęgowych zagrożonych żółwi na całym świecie, a ich nawigacyjne osiągnięcia są najbardziej zdumiewającymi w całym świecie zwierząt. Prawdopodobnie tylko żeglarz może sobie wyobrazić, jak to jest, kiedy startuje się z południowoamerykańskiego wybrzeża i chce się trafić na określoną plażę na maleńkiej wyspie pośrodku Atlantyku – bez kompasu, bez nawigacji, z pomocą wyłącznie własnych zmysłów oraz wiedzy o wietrze, prądach i gwiazdach.

Tekst jest fragmentem ksiażki: "Tajemnicze życie oceanów", której autorem jest Robert Hofrichter