Artikel Behind the Scenes ini diberikan kepada LiveScience dalam kemitraan dengan National Science Foundation.
Karena "dia" muncul setiap hari keempat, saya tahu dia akan muncul hari ini. Aku berguling dari ranjang di jam alarm Winnie the Pooh yang andal, meluncur ke pakaian selam, meraih senter bawah air dan berjalan ke dapur di Bellairs Research Institute di Barbados untuk membuat kopi, bangga bangun bahkan sebelum hari ayam jantan mengumumkan awal fajar.
Saya terus mengawasi jam tangan saya karena waktu cahaya pertama berubah setiap hari, dan jika saya tiba di air walaupun terlambat satu detik, saya akan merindukannya.
A Morning Tryst
Seperti biasa, kedatangan saya di pantai bertepatan dengan pasang surut pesta pantai malam; subuh terlambat untuk malam partiers dan terlalu dini untuk kebanyakan orang lain - tetapi tepat untuk dia dan aku. Aku berenang di sepanjang terumbu dengan senterku mati, menikmati pemandangan pesta plankton hijau terang dan patroli berburu cumi-cumi dan bajing.
Karena saya telah mengunjungi lokasi ini selama banyak transisi malam-ke-fajar, saya dengan mudah menemukan rumahnya: bagian terumbu seukuran lingkaran lompat-bola di tengah lapangan bola basket. Tapi dia tidak terlihat - mungkin masih tertidur di salah satu gua di wilayahnya.
Tetapi beberapa menit setelah kedatangan saya, sinar matahari terbit pertama memberi cukup cahaya bagi saya untuk melihat bentuknya saat ia muncul. Meskipun tempat tinggalnya dengan murah hati dilapisi dengan ganggang rumput yang lezat, dia melewatkan sarapan dan dengan cepat dan hati-hati berjalan menyusuri terumbu menuju rumah pasangannya. Ketika dia tiba di sana, pasangannya menyambutnya dengan serangkaian gerakan dan manuver lainnya. Dia kemudian mulai meletakkan telurnya di sarang yang sudah disiapkannya untuknya.
Sepasang yellowtail damselfish sedang bertelur. Damselfish khas Karibia, pasangan ini menelurkan saat fajar. Dan seperti semua damselfish, pasangan itu melahirkan di wilayah jantan.
Dilema A Damsel
Untuk menelurkan di wilayah jantan, seorang damselfish perempuan harus meninggalkan wilayahnya sendiri. Tetapi, tidak seperti seseorang, seorang Damselfish wanita tidak dapat mencegah invasi rumah dengan mengunci pintu di belakangnya atau mengandalkan tetangga untuk mengawasinya di rumah selama dia tidak ada.
Alih-alih, ketika seekor betina damselfish sedang pergi, wilayahnya benar-benar tidak terlindungi dan rentan terhadap invasi oleh ikan lain, termasuk tetangga, yang mungkin mencari untuk mengambil alih dan mencuri makanannya. Oleh karena itu, semakin lama seorang wanita hilang, semakin berisiko dia kehilangan "rumah."
Jadi mungkin logis untuk mengasumsikan bahwa damselfish wanita akan meminimalkan waktu pemijahan mereka. Tetapi di Barbados, saya mengamati yang sebaliknya: Damselfish betina sering kali mengganggu kegiatan pemijahan mereka untuk mengunjungi stasiun pembersihan di dekat wilayah mitra mereka.
Stasiun pembersihan adalah lokasi terumbu yang menampung organisme pembersih seperti ikan gobi dan udang, yang menghilangkan organisme lain dari tubuh ikan. Ikan mengetahui lokasi stasiun-stasiun ini dan mungkin mengunjunginya untuk membersihkan tubuh mereka dari organisme yang membuat mereka kesal, mirip dengan cara kutu atau kutu mengganggu orang.
Persinggahan pemijahan di stasiun pembersih memperpanjang ketidakhadiran damselfish dari wilayahnya sendiri dan dengan demikian meningkatkan kerentanannya terhadap invasi. Jadi, bagaimana di dunia ini damselfish wanita memecahkan dilema ini dan meminimalkan risiko kehilangan wilayah mereka selama pemijahan?
D.L. Kramer dari Universitas McGill dan saya akhirnya menjawab pertanyaan itu, tetapi dalam prosesnya saya menemukan pertanyaan baru yang, mengejek saya, juga memohon jawaban.
Sebagai contoh, selain menunjukkan bahwa damselfish betina mengunjungi stasiun pembersihan pada pagi hari ketika mereka bertelur, pengamatan saya terhadap damselfish di Barbados juga menunjukkan bahwa mereka mengunjungi stasiun pembersihan (dekat wilayah mereka sendiri) selama pagi tanpa pemijahan. Aku bertanya-tanya, apa yang memaksa damselfish perempuan menghabiskan begitu banyak waktu di pagi hari di stasiun pembersihan?
Untuk menjawab pertanyaan itu, saya harus mengidentifikasi organisme apa yang dikeluarkan dari damselfish di stasiun pembersihan. Upaya saya untuk melakukannya menuntun saya ke beberapa rekan kerja yang murah hati - termasuk George Benz, Alexandra Grutter, Isabelle Côtéand Nico Smit - yang memperkenalkan saya pada dunia indah isopoda gnathiid.
Parasit: Juara Biologis
Isopoda Gnathiid adalah parasit. Parasit adalah organisme yang hidup di dalam atau di dalam organisme inang tanpa membunuhnya dan bergantung pada inangnya untuk bertahan hidup.
Terlepas dari konotasi negatif dari kata parasit, parasit menikmati gaya hidup paling sukses di dunia! Faktanya, parasit merupakan mayoritas penghuni terumbu karang, yang merupakan ekosistem paling beragam di dunia. Untuk benar-benar memahami terumbu karang dan bagaimana dampaknya terhadap perubahan lingkungan, kita harus memahami parasitnya.
Gnathiids adalah parasit yang tidak biasa karena mereka hanya makan sebagai larva, dan satu-satunya hal yang dimakan oleh larva gnathiid adalah darah. Hebatnya, gnathiid dewasa tidak memberi makan sama sekali. Tetapi dalam hal penelitian saya, hal paling penting tentang gnathiid adalah bahwa mereka berfungsi sebagai makanan utama untuk ikan yang lebih bersih.
Hubungan Tiga Arah
Karena ketergantungan ikan bersih pada gnathiids, saya tahu bahwa saya perlu belajar lebih banyak tentang gnathiids untuk lebih memahami hubungan antara ikan bersih dan damselfish.
Saya mempelajari gnathiid dengan menempatkan sekelompok ikan di bagian terumbu di hotel-hotel ikan kecil (keramba), dan mengukur muatan gnathiid mereka setiap dua jam selama siklus 24 jam. Hasil penelitian saya menunjukkan bahwa ikan itu membawa gnathiid terberat di malam dan subuh.
Hasil ini menunjukkan bahwa ketika damselfish bangun di pagi hari, mereka mungkin memiliki muatan gnathiid yang relatif berat. Iritasi pagi hari dari beban ini mungkin mendorong damselfish yang penuh ke stasiun pembersihan, di mana ikan yang lebih bersih - ingin menikmati makanan favorit mereka - mengurangi beban gnathiid mereka. Jadi bagi seorang damselfish, kunjungan pagi ke ikan pembersih mungkin terasa seperti mandi pagi.
Parasit Innocent atau Pembawa Penyakit?
Hasil ini menunjukkan bahwa gnathiids memberikan pengaruh yang signifikan terhadap aktivitas harian ikan karang dan oleh karena itu merupakan pemain utama dalam ekologi terumbu.
Tetapi gnathiid juga berpotensi penting karena alasan lain. Sebagai contoh, rekan darat mereka adalah kutu dan nyamuk, yang menularkan mikroorganisme yang menyebabkan penyakit Lyme dan malaria. Demikian juga, gnathiid di Australia, Afrika Selatan dan Eropa tampaknya menularkan berbagai parasit yang ditularkan melalui darah.
Jadi setelah menyelesaikan misteri pembersihan pagi damselfish, dan masih terpesona oleh gnathiid, saya pindah ke pertanyaan baru: Apakah gnathiids dari Karibia menularkan penyakit? Seperti yang Anda bayangkan, ratusan peneliti saat ini mempelajari biologi kutu dan nyamuk, tetapi hanya sedikit yang mempelajari biologi gnathiid. Jadi, jawabannya adalah ... WDK (kami tidak tahu).
Meskipun lautan menempati sebagian besar planet ini, para ilmuwan tidak tahu banyak tentang faktor lingkungan yang menyebabkan penularan penyakit di lautan daripada di darat. Untuk menambah pengetahuan kita tentang topik penting ini, National Science Foundation telah dengan murah hati mendukung upaya tim saya untuk memahami hubungan antara perubahan dalam lingkungan terumbu Karibia dan penyebaran parasit yang ditularkan melalui darah oleh gnathiid.
Perburuan Harta Karun Karibia
Ketika tim peneliti saya dan saya mulai mempelajari gnathiid, kami tahu bahwa gnathiid Karibia menginfeksi banyak jenis ikan. Tetapi kami tidak tahu apakah semua, atau bahkan ikan yang terinfeksi gnathiid di Karibia terinfeksi parasit darah yang menyebabkan penyakit. Jika penelitian kami mengungkapkan bahwa ikan yang terinfeksi gnathiid bebas dari parasit darah, ini akan membantu membebaskan gnathiid sebagai penyebar penyakit. Tetapi jika, di sisi lain, penelitian kami mengungkapkan bahwa beberapa atau semua ikan yang terinfeksi gnathiid ini membawa parasit darah, itu akan melibatkan gnathiid sebagai penyebar penyakit yang mungkin terjadi.
Jadi langkah pertama dari penelitian kami adalah untuk menentukan apakah ikan yang terinfeksi gnathiid di Karibia membawa parasit darah. Bagian dari penelitian ini diperumit oleh fakta bahwa parasit darah terkenal tambal sulam. Artinya, satu lokasi mungkin bekerja sama dengan parasit darah, sementara lokasi lain mungkin sepenuhnya, atau hampir, tanpa parasit darah.
Ini berarti bahwa, untuk mencakup semua pangkalan kami, kami harus mengambil sampel ikan dari berbagai lokasi. Kami sedang berburu harta karun Karibia! Semua mengatakan, kami mengumpulkan lebih dari 1.500 ikan dari berbagai spesies dari lima pulau Karibia.
Karena parasit yang kami cari berada di ... Anda dapat menebaknya ... darah, kami harus membius setiap ikan (tanpa membunuhnya), mengambil sedikit darah darinya dan menyimpan darah yang terkumpul pada sebuah slide. Kami kemudian mengirimkan sampel kami ke kolaborator saya, Nico Smit di Afrika Selatan dan Angela Davies di Inggris - keduanya memiliki pengalaman bertahun-tahun mencari parasit darah pada ikan, tugas yang rumit.
Membawanya ke Jalanan
Rekan kerja keras saya menyaring ratusan slide darah dari ikan Karibia tanpa mendeteksi parasit darah. Saya bertanya-tanya apakah kami telah mengambil sampel spesies ikan yang salah atau mengambil sampel situs yang salah?
Aku akan pergi untuk sesi Laut dan Belajar di Saba - sebuah pulau Karibia yang masih asli. Sebagai seorang ilmuwan, saya menghargai pentingnya berbagi ilmu pengetahuan dan penelitian dengan non-ilmuwan, jadi saya berkontribusi pada program Laut dan Pembelajaran, yang secara teratur membawa para ilmuwan ke pulau itu untuk menyampaikan presentasi kepada masyarakat, mengadakan lokakarya dengan siswa K-12 lokal dan melibatkan non-ilmuwan dalam penelitian.
Tepat sebelum keberangkatan saya, saya menerima email yang mengubah permainan dari Nico. Email Nico mengatakan bahwa - Hore! - salah satu slide kami telah diuji positif untuk parasit darah. Jadi, siapa yang merupakan orang-orang yang beruntung? Anda menebaknya ... damselfish. Juga termasuk dalam email Nico adalah foto-foto yang bisa saya bagikan dengan Sea and Learn. Stoked!
Sains dapat membawa Anda naik roller coaster liar, dengan kejutan yang mendebarkan dan ketidakpastian di hampir setiap belokan.
Perburuan Harta Berlanjut
Dari Saba, saya mengekornya ke St. Maarten di dekatnya, yang memiliki populasi damselfish yang besar. Saat ini saya adalah ketua organisasi lingkungan berbasis di St. Maarten yang sangat baik bernama Perlindungan Lingkungan di Karibia, yang membantu mengatur saya untuk bekerja dengan Tadzio Bervoets dari Yayasan Alam St. Maarten untuk mengumpulkan sampel darah dari damselfish.
Tim peneliti saya dan saya masih mengumpulkan dan menganalisis sampel darah dari damselfish dari beberapa pulau Karibia untuk:
- Tentukan apakah damselfish yang terinfeksi parasit mendapatkan parasit mereka dari gnathiids
- Identifikasi efek infeksi parasit darah pada ikan
- Tentukan prevalensi parasit darah di Karibia damselfish
Hasil terbaru kami mengungkapkan bahwa damselfish dari St. Maarten dan Saba terinfeksi parasit darah. Kami berharap bahwa pengambilan sampel tambahan akan membantu kami menentukan siapa yang menyebarkan parasit ini.
Selain itu, tim peneliti saya dan saya mengumpulkan dan menganalisis sampel darah dari berbagai jenis ikan Karibia selain ikan damselfish. Dalam melakukan hal itu, kami telah menemukan banyak spesies baru parasit darah yang belum secara ilmiah dijelaskan dan diberi nama. Lebih banyak gandum untuk penelitian masa depan!
Lebih banyak artikel LiveScience tentang penelitian Paul Sikkel.
Editor'Catatan: Para peneliti yang digambarkan dalam artikel Behind the Scenes telah didukung oleh Yayasan Sains Nasional, agen federal yang ditugaskan untuk mendanai penelitian dan pendidikan dasar di semua bidang sains dan teknik. Setiap pendapat, temuan, dan kesimpulan atau rekomendasi yang diungkapkan dalam materi ini adalah milik penulis dan tidak mencerminkan pandangan National Science Foundation. Lihat Di belakang Arsip Adegan.
