Denna artikel bakom kulisserna tillhandahölls LiveScience i samarbete med National Science Foundation.
Eftersom "hon" spawns var fjärde dag, visste jag att hon skulle spawn idag. Jag rullade ut ur sängen vid klockan till min pålitliga väckarklocka Winnie the Pooh, gled in i min våtdräkt, tog min ficklampa under vattnet och snubblat in i köket på Bellairs Research Institute i Barbados för att göra mitt kaffe, stolt över att vara vaken även innan tupparna meddelade början av gryningen.
Jag följde min klocka noga eftersom tiden för första ljuset förändras varje dag, och om jag anlände till vattnet till och med en sekund för sent, skulle jag sakna henne.
A Morning Tryst
Som vanligt sammanföll min ankomst till stranden med ebbet av de sena nattpartierna; gryningen bryter för sent för natten partiers och för tidigt för de flesta andra - men precis rätt för henne och mig. Jag simmade ut längs revet med min ficklampa av och njöt av synen av ljusgröna bioluminescerande planktonpartier och patruller med jaktfiskfisk och ekorre.
Eftersom jag hade besökt den här platsen under så många övergångar från natt till daggry, hittade jag hennes hem lätt: en del av revet på storleken på hoppbollcirkeln mitt i en basketplan. Men hon var utom synen - antagligen fortfarande sovande i en av sitt territoriums grottor.
Men några minuter efter min ankomst kastade det första antalet soluppgångar tillräckligt med ljus för att jag kunde urskilja hennes form när hon dök upp. Även om hennes bostad var generöst belagd med läckra torvalger, hoppade hon över frukosten och tog sig snabbt och försiktigt längs revet till hennes kompis hem. När hon kom dit hälsade hennes kompis henne med en serie dopp och andra manövrar. Hon började sedan lägga sina ägg på ett bo som han redan hade förberett för henne.
Ett par gulstjärna damselfish gyttade. Detta par är typiskt för karibisk damselfish, och det gick i gryningen. Och som alla själviska, spawnade paret på manens territorium.
A Damsel's Dilemma
För att spaja på manens territorium måste en kvinnlig damselfish lämna sitt eget territorium. Men till skillnad från en person, kan en kvinnlig damselfish inte förhindra invasioner av hem genom att låsa dörren bakom henne eller förlita sig på grannar för att titta på hennes hem under sin frånvaro.
Snarare, medan en kvinnlig damselfish är borta, är hennes territorium helt oförsvarat och sårbart för invasioner av andra fiskar, inklusive grannar, som kan leta efter det för övertaganden och stjäla hennes mat. Därför, ju längre en kvinna är borta, desto mer riskerar hon att förlora "huset."
Så det kan vara logiskt att anta att kvinnlig damselfish skulle minimera deras gytningstid. Men i Barbados observerade jag tvärtom: Kvinnlig damselfish avbröt ofta sina gyckeaktiviteter för att besöka rengöringsstationer nära deras partners territorier.
En rengöringsstation är en revplats som har hamnen i rengöringsorganismer som skräp och räkor som tar bort andra organismer från fiskens kroppar. Fiskar känner till platserna för dessa stationer och besöker förmodligen dem för att rengöra deras kroppar av organismer som irriterar dem på något sätt, liknande det som fästingar eller loppor irriterar människor.
En lek med mellanrum vid en städstation förlänger en damselfishs frånvaro från sitt eget territorium och därmed ökar dess sårbarhet för invasioner. Så, hur i världen löser kvinnlig damselfish detta dilemma och minimerar deras risk för att förlora sina territorier under lek?
D.L. Kramer från McGill University och jag besvarade i slutändan den frågan, men under processen upptäckte jag nya frågor som, jagade mig, också bad om svar.
Till exempel, förutom att indikera att kvinnliga damselfish besöker rengöringsstationer på morgnar när de spawn, visade mina observationer av damselfish i Barbados också att de besöker rengöringsstationer (nära sina egna territorier) under icke-gytande morgnar. Jag undrade, vad tvingar kvinnlig damselfish att spendera så mycket tid på morgonen på städstationer?
För att besvara den frågan, var jag tvungen att identifiera vilka organismer som tas bort från damselfish på städstationer. Mina ansträngningar för att göra det ledde mig till några generösa kollegor - inklusive George Benz, Alexandra Grutter, Isabelle Côtéand Nico Smit - som presenterade mig för den underbara världen av gnathiid isopoder.
Parasiter: Biologiska mästare
Gnathiid isopoder är parasiter. En parasit är en organisme som lever på eller i en värdorganism utan att döda den och är beroende av dess värd för att överleva.
Trots den negativa konnotationen av ordet parasit, njuter parasiter världens mest framgångsrika livsstil! I själva verket står parasiter för majoriteten av invånarna i korallrev, som är världens mest olika ekosystem. För att verkligen förstå korallrev och hur de kommer att påverkas av miljöförändringar måste vi förstå deras parasiter.
Gnathiider är särskilt ovanliga parasiter eftersom de bara matas som larver, och det enda som gnathiidlarver äter är blod. Otroligt nog matar vuxna gnathiider inte alls. Men vad gäller min forskning är det viktigaste med gnathiider att de fungerar som den primära maten för renare fisk.
Ett trevägsförhållande
På grund av renare fiskers beroende av gnathiider visste jag att jag behövde lära mig mer om gnathiider för att bättre förstå förhållandet mellan renare fisk och damselfish.
Jag studerade gnathiider genom att placera en grupp fiskar på en del av ett rev i små fiskhotell (burar) och mäta deras gnathidbelastningar varannan timme under en 24-timmarscykel. Mina resultat avslöjade att fisken bar de tyngsta gnathidbelastningarna på natten och vid gryningen.
Dessa resultat tyder på att när de själva vaknar på morgonen har de antagligen relativt tunga gnathiidbelastningar. Morgonirritation från dessa laster driver förmodligen den infekterade damselfishen till rengöringsstationer, där renare fiskar - ivriga att äta på sin favoritmat - minskar deras gnathiidbelastningar. Så för en damselfish känns ett morgonbesök hos en rengöringsfisk förmodligen mycket som en morgondusch.
Oskyldig parasit eller sjukdomsbärare?
Dessa resultat indikerar att gnathiider har ett betydande inflytande på revfiskens dagliga aktiviteter och därför är stora aktörer inom revekologin.
Men gnathiider är också potentiellt viktiga av andra skäl. Till exempel är deras landbaserade motsvarigheter fästingar och myggor, som överför mikroorganismer som orsakar Lyme-sjukdom och malaria. På samma sätt verkar gnathiider i Australien, Sydafrika och Europa överföra olika blodburna parasiter.
Så efter att ha löst mysteriet om damselfishens morgonrengöring och fortfarande fascinerat av gnathiid, övergick jag till en ny fråga: överför gnathiiderna i Karibien sjukdomar? Som ni kanske föreställer dig studerar hundratals forskare för närvarande biologin för fästingar och myggor, men bara en handfull studerar biologin hos gnathiider. Så, svaret är ... WDK (vi vet inte).
Trots att oceanerna upptar majoriteten av planeten vet forskare mycket mindre om miljöfaktorer som orsakar överföring av sjukdomar i hav än på land. För att öka vår kunskap om detta viktiga ämne har National Science Foundation generöst stött mitt teams ansträngningar för att förstå kopplingen mellan förändringar i karibiska revmiljöer och spridningen av blodburna parasiter av gnathiider.
En karibisk skattejakt
När mitt forskarteam och jag började studera gnathiider, visste vi att karibiska gnathiider infekterar många typer av fisk. Men vi visste inte om alla, eller ens någon, gnathiidinfekterad fisk i Karibien är smittad med blodparasiter som orsakar sjukdomar. Om vår studie avslöjade att dessa gnathiidinfekterade fiskar var fria från blodparasiter, skulle det hjälpa att befria gnathiider som sjukdomsspridare. Men om å andra sidan vår studie avslöjade att en del eller alla dessa gnathidinfekterade fiskar bar blodparasiter, skulle det innebära gnathiider som möjliga sjukdomsspridare.
Så det första steget i vår studie var att avgöra om gnathiidinfekterade fiskar i Karibien bär blodparasiter. Denna del av studien kompliceras av det faktum att blodparasiter är notoriskt fläckiga. Det vill säga en plats kan samarbeta med blodparasiter, medan en annan plats kan vara helt eller nästan saknad av blodparasiter.
Det innebar att vi, för att täcka alla våra baser, fick prova fisk från flera platser. Vi var på en karibisk skattejakt! Sammantaget samlade vi mer än 1 500 fiskar av olika arter från fem karibiska öar.
Eftersom parasiterna vi sökte finns i ... du gissade det ... blod, vi var tvungna att bedöva varje fisk (utan att döda den), dra lite blod från den och bevara insamlat blod på en bild. Vi skickade sedan våra prover till mina kollegor, Nico Smit i Sydafrika och Angela Davies i Storbritannien - som båda har många års erfarenhet av att leta efter blodparasiter i fisk, en komplicerad uppgift.
Ta den till gatorna
Mina hårt arbetande kollegor screenade hundratals blodrutschbanor från karibisk fisk utan att upptäcka några blodparasiter. Jag undrade om vi hade provat in fel fiskart eller har tagit prov på fel platser?
Jag var på väg att åka till en session Sea and Learn i Saba - en orörd karibisk ö. Som forskare uppskattar jag vikten av att dela vetenskap och forskning med icke-forskare, så jag bidrar till Sea and Learn-programmet, som regelbundet tar med sig forskare till ön för att leverera presentationer till samhället, genomföra workshops med lokala K-12-studenter och involvera icke-forskare i forskning.
Strax före min avgång fick jag ett e-postmeddelande från Nico. Nicos e-post sa att - Hurra! - En av våra objektglas hade testat positivt för blodparasiter. Så vem var de lyckliga infekterna? Du gissade det ... osjälvisk. I Nicos e-post ingick också foton som jag kunde dela med Sea and Learn. Stoked!
Vetenskapen kan ta dig med på en vild berg-och dalbana, med spännande överraskningar och osäkerhet runt nästan varje tur.
Skattejakten fortsätter
Från Saba höjde jag den till närliggande St. Maarten, som har en särskilt stor befolkning av damselfish. Jag är för närvarande ordförande för en utmärkt St. Maarten-baserad miljöorganisation som heter miljöskydd i Karibien, vilket hjälpte till att ordna för mig att arbeta med Tadzio Bervoets från St Maarten Nature Foundation för att samla blodprover från damselfish.
Mitt forskarlag och jag samlar fortfarande och analyserar blodprover från damselfish från flera karibiska öar för att:
- Bestäm om parasitinfekterade damselfish får sina parasiter från gnathiider
- Identifiera effekterna av infektioner av blodparasiter på fisk
- Bestäm prevalensen av blodparasiter bland karibiska damselfish
Våra senaste resultat avslöjar att damselfish från St Maarten och Saba är smittade med blodparasiter. Vi hoppas att ytterligare provtagning hjälper oss att avgöra vem som sprider dessa parasiter.
Dessutom samlar och analyserar mitt forskarteam blodprover från olika typer av karibisk fisk förutom damselfish. På så sätt har vi upptäckt många nya arter av blodparasiter som ännu inte vetenskapligt har beskrivits och namngivits. Mer grist för framtida forskning!
Fler LiveScience-artiklar om Paul Sikkel forskning.
Redaktör's Obs: Forskarna som visas i Bakom kulisserna har artiklar stött av Nationella vetenskapsfonden, den federala byrån som ansvarar för att finansiera grundforskning och utbildning inom alla vetenskaps- och teknikområden. Alla åsikter, fynd och slutsatser eller rekommendationer som uttrycks i detta material är författarnas och avspeglar inte nödvändigtvis National Science Foundations åsikter. Se Bakom kulissarkivet.
