Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Nieuw onderzoek onthult de biomechanica van hoe larven van zeeslakken zwemmen

Zeeslakkenlarven zwemmen met behulp van een unieke combinatie van lichaamsgolvingen en ciliaire voortstuwing, volgens een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift "Current Biology." Het onderzoek biedt inzicht in de biomechanica van de voortbeweging van larven en de implicaties ervan voor de verspreiding van mariene organismen.

Larven van zeeslakken spelen een cruciale rol in de levenscycli van veel mariene soorten, waaronder economisch belangrijke schelpdieren en zeeslakken. Tijdens hun planktonische larvale stadium brengen deze kleine organismen weken tot maanden door met drijven in de oceaanstromingen en verspreiden ze zich weg van hun geboorteriffen of kusten.

Ondanks hun ecologische betekenis was er weinig bekend over de biomechanica van de manier waarop larven van zeeslakken zwemmen. Eerdere onderzoeken waren voornamelijk gericht op de voortbeweging van volwassen slakken, die aanzienlijk verschilt van het zwemmen van larven.

Om deze kenniskloof aan te pakken, hebben onderzoekers van de University of California, Berkeley en de California Academy of Sciences een reeks snelle video-opnames gemaakt van larven van zeeslakken die in het laboratorium zwemmen. Ze gebruikten geavanceerde beeldvormingstechnieken, waaronder deeltjesbeeldsnelheid (PIV), om de waterstroom te meten die werd gegenereerd door de zwembewegingen van de larven.

Uit het onderzoek bleek dat de larven van zeeslakken een tweedelig zwemmechanisme gebruiken, waarbij lichaamsgolvingen en ciliaire voortstuwing betrokken zijn. Tijdens elke zwemcyclus verlengen de larven eerst hun lichaam en buigen het naar één kant, waardoor een golfachtige beweging ontstaat. Deze lichaamsgolving genereert stuwkracht en stuwt de larve naar voren.

Na de lichaamsgolf gebruikt de larve cilia, kleine haarachtige structuren die zijn lichaam bedekken, om extra stuwkracht te genereren. De cilia kloppen op een gecoördineerde manier, waardoor een achterwaartse waterstroom ontstaat die de larve verder voortstuwt.

De onderzoekers ontdekten dat de combinatie van lichaamsondulaties en ciliaire voortstuwing ervoor zorgt dat zeeslakkenlarven relatief hoge zwemsnelheden kunnen bereiken, tot wel 1,5 millimeter per seconde. Dankzij deze snelheid kunnen de larven zich over lange afstanden verspreiden, waardoor de genstroom en populatieconnectiviteit in uitgestrekte mariene omgevingen wordt vergemakkelijkt.

De studie benadrukt het belang van het zwemgedrag van larven bij het vormgeven van de ecologie en evolutie van mariene organismen. Het begrijpen van de biomechanica van de voortbeweging van larven levert waardevolle inzichten op in de verspreidingsmogelijkheden en populatiedynamiek van mariene soorten, en draagt ​​bij aan het behoud en beheer van mariene ecosystemen.