Epaulette shark, czyli rekin epoletowy (Hemiscyllium ocellatum), znany też jako chodzący rekin, potrafi przeciskać się między rafowymi zakamarkami, wspierać na płetwach i dosłownie maszerować po dnie. Ale jeszcze ciekawsze okazało się coś innego: badacze zmierzyli, ile energii kosztuje samicę produkcja i złożenie jaj, i… nie zobaczyli żadnego wyraźnego wzrostu wydatku energetycznego. Linia metabolizmu była zaskakująco płaska.
Rekin, który nie dopłaca do jaj
Zespół z James Cook University pod kierunkiem prof. Jodie Rummer obserwował pięć dorosłych samic w warunkach kontrolowanych i śledził ich funkcjonowanie w skali dnia, przez kolejne cykle rozrodcze. Punkt wyjścia był prosty: jeśli organizm nagle buduje twardą osłonkę jaja, pakuje do środka żółtko i uruchamia całą biochemię rozrodu, powinno to wyjść w metabolizmie. Najłatwiej to sprawdzić przez pomiar zużycia tlenu, bo w fizjologii zwierząt pobór tlenu jest jednym z najbardziej praktycznych proxy dla tempa produkcji energii.
W badaniu mierzono rutynowe tempo metabolizmu (RMR) za pomocą respirometrii, czyli techniki, w której sprawdza się, jak szybko zwierzę wyciąga tlen z wody w komorze pomiarowej. I tu pojawił się zgrzyt z podręcznikiem: nie było istotnych różnic w RMR między etapami cyklu rozrodczego, mimo że jaja powstawały i były składane.
To nie jest historia typu złożyła jedno maleńkie jajko. Epaulette sharks są jajorodne: zwykle formują po jednym jajeczku w każdej z dwóch macic, więc w jednym cyklu często powstaje para osłonek jajowych. W tej konkretnej pracy średnia długość cyklu wynosiła około 19 dni przy 25°C, a opakowanie jaj w twardą osłonkę zajmowało średnio ok. 5 dni. Co ważne: dwa jaja z jednej partii były często składane tej samej nocy albo w odstępie do 2 nocy.
Gdybym miała zgadywać najdroższy moment całego procesu, wskazałabym właśnie etap budowania i utwardzania osłonki. A tymczasem z perspektywy całego organizmu wygląda to tak, jakby rekin robił to mimochodem, bez widocznego podkręcania silnika.
Co jeszcze mierzono i dlaczego to ma znaczenie?
Żeby uniknąć pułapki może metabolizm się nie ruszył, ale reszta organizmu dostała zadyszki, badacze sprawdzali też parametry krwi i hormony. I znów: brak dużych zmian. Hematokryt i wskaźniki związane z transportem tlenu nie wykazywały istotnych wahań w trakcie cyklu. Wśród hormonów jedynym wyraźniejszym sygnałem był krótkotrwały pik testosteronu na wczesnym etapie, podczas gdy estradiol i progesteron pozostawały dość stabilne.
To ważne, bo sugeruje, że nie mamy tu klasycznego scenariusza: organizm wchodzi na wysokie obroty, a potem wraca do normy. Bardziej pasuje obraz strategii, w której procesy rozrodcze są rozłożone w czasie i prowadzone w tle, bez gwałtownych skoków.
Jak to możliwe: trzy hipotezy, które brzmią najbardziej realistycznie
Autorzy pracy sami podpowiadają kilka mechanizmów, które mogą tłumaczyć ten fenomen, i to one są tu najciekawsze.
Po pierwsze, strategia energetyczna może być inna w naturze i inna w laboratorium. W środowisku naturalnym epaulette sharks mają sezonowość rozrodu, z maksimum składania jaj między wrześniem a grudniem; w niewoli, przy stałej temperaturze wody udającej sezon, potrafią produkować jaja przez cały rok. To może zmieniać tryb gospodarowania energią: zamiast odkładać zapasy na jeden intensywny sezon, samice mogą przechodzić na model income, czyli bieżące finansowanie rozrodu z regularnie dostarczanej energii z pokarmu.
Po drugie, możliwe, że najbardziej kosztowne procesy są po prostu zbyt małe w skali całego zwierzęcia, by odbić się na pomiarze całego-organizmu. Ovidukalna gruczołowa fabryka osłonki może mieć wysokie wymagania energetyczne, ale stanowi niewielką część masy ciała. Wtedy lokalnie dzieje się dużo, a globalny wskaźnik tlenu wygląda spokojnie. To jeden z wniosków badania.
Po trzecie, epaulette shark to gatunek zbudowany pod skrajności. Żyje w płytkich rejonach raf i basenach pływowych, gdzie nocą tlen potrafi dramatycznie spadać, a temperatura rosnąć. Tolerancja na niedotlenienie i funkcjonowanie w takich warunkach wymuszają wyjątkowo sprawne zarządzanie energią. To gatunek, który potrafi przetrwać z niemal zerowym tlenem. Jeśli organizm od milionów lat ćwiczy ekonomię energetyczną, to być może umie też wmontować rozród w stały budżet bez wyraźnych pików.
Chodzący rekin i jego jaja: co jeszcze warto wiedzieć?
Epaulette sharks należą do rekinów dywanowych i są raczej niewielkie, jak na rekiny. Ich chodzenie nie jest anegdotą – to realny sposób przemieszczania się: płetwy piersiowe i brzuszne pracują jak cztery podpory, a ciało wężykowato pomaga w ruchu. W materiałach popularnonaukowych opisywano, że potrafią przemieszczać się także po odsłoniętym fragmencie rafy przy niskim stanie wody, by znaleźć lepsze miejsce do przeczekania.
Same jaja mają twardą, skórzastą osłonkę i są składane na dno, często w miejscach, gdzie mogą się zaklinować i nie zostać łatwo porwane przez prąd. W badaniu opisano, że w obserwowanych cyklach złożono łącznie 196 osłonek jajowych w 98 cyklach, a para w jednej partii zwykle pojawiała się w odstępie maksymalnie kilku nocy.
To wszystko składa się na obraz gatunku, który działa metodycznie: ma krótki, powtarzalny cykl, nie panikuje w niedotlenieniu i – jeśli wyniki się utrzymają w kolejnych badaniach – rozmnaża się bez metabolizmu na czerwonym polu.
Czy to przewaga w ocieplającym się oceanie, czy tylko sprytny trik w laboratorium?
Wątek klimatu pojawia się nie bez powodu. W świecie zwierząt stres środowiskowy często wycina rozród jako pierwszy: gdy robi się źle, organizm inwestuje w przetrwanie, a nie w potomstwo. Jeśli rekiny epoletowe rzeczywiście nie muszą znacząco zwiększać wydatku energetycznego, teoretycznie mogą dłużej utrzymywać reprodukcję nawet wtedy, gdy warunki się pogarszają. Tę ostrożną nadzieję podkreśla też komunikacja JCU.
Ale tutaj potrzebny jest hamulec bezpieczeństwa. Badanie było prowadzone na zwierzętach w warunkach kontrolowanych i w reżimie temperatury, który stymulował ciągłą reprodukcję. Autorzy sami zaznaczają, że kolejne prace powinny sprawdzić, jak wygląda energetyka rozrodu przy naturalnej sezonowości i w różnych reżimach środowiskowych, a także w porównaniu z dojrzałymi, ale niereprodukującymi samicami.
Innymi słowy: płaski metabolizm to świetny trop, ale jeszcze nie ostateczny wyrok nad całą teorią kosztów reprodukcji u rekinów.
Dlaczego to odkrycie jest większe niż jeden gatunek?
W pracy pada liczba, która łatwo umyka, a jest bardzo znacząca: w grupie chrzęstnoszkieletowych (rekiny, płaszczki, chimery) istnieje około 400 gatunków jajorodnych. To ogromny fragment ewolucyjnie starej linii zwierząt, o której energetyce rozrodu wiemy zaskakująco mało, bo trudno to mierzyć bezinwazyjnie. Autorzy podkreślają, że to jedno z pierwszych bezpośrednich, nieletalnych podejść do pomiaru kosztu metabolizmu w trakcie jajorodności u tej grupy.
Jeśli epaulette sharks faktycznie są metabolicznymi minimalistami, to może się okazać, że gdzieś w tej wielkiej rodzinie są też inne gatunki, które podobny trik stosują, tylko dotąd nikt nie patrzył na nie odpowiednimi narzędziami. Na koniec zostaje wniosek, który lubię najbardziej: czasem największa sensacja nie polega na tym, że zwierzę robi coś spektakularnego, tylko na tym, że robi coś absolutnie kluczowego… i w ogóle nie widać, żeby się przy tym męczyło.