Den djärvt randiga röda och vita lejonfisken är populär i saltvattensakvarier. Men låt inte dess vackra fenor lura dig. Dessa rovfiskar har en enorm aptit och ryggar fulla av gift. Och de är ett hot utanför deras inhemska vatten (korallrev i Indiska oceanen och vatten nära Australien och Japan). De har invaderat vatten utanför USA:s östkust. Arbete som lanserats av en mellanstadieelev visar nu att lejonfiskar inte är begränsade till havsvatten. Detta kan vara dåliga nyheter för fiskar som lever i kustfloder och andra regioner där sött och saltvatten blandas.
Lauren Arrington är en stigande åttondeklassare vid The Kings Academy i West Palm Beach, Florida. För sitt science fair-projekt i sjätte klass testade hon hur salt vattnet måste vara för att lejonfisken skulle överleva. Hennes fynd: Dessa inkräktare kan överleva i vatten som är nästan färskt.
Hennes resultat fångade lokala forskare. Nu har de publicerat en artikel, baserad på hennes lejonfiskprojekt. Det dök upp tidigare i år i den vetenskapliga tidskriften Environmental Biology of Fishes
.En tillfällig observation
Allt började när Lauren, nu 13, njöt av floderna nära sitt hem i Jupiter, Florida. “Jag såg lejonfiskar mer och mer när vi fiskade och snorklade”, minns hon. Tonåringen började undra varför detta saltvattendjur visade sig upp på platser som innehåller mycket sötvatten.
Lejonfisken (Pterois volitans
och Pterois miles) som har invaderat amerikanska och karibiska vatten är havsarter. Det betyder att de borde behöva saltvatten för att överleva. Om vattnet inte har tillräckligt med salt kan havsfiskar börja tappa salt genom huden. Det är resultatet av en process som kallas osmos.Fiskskinn är genomsläppligt, så salter kan passera genom det ganska lätt. En fisk kan få det salt den behöver från vattnet runt den – om inte vattnet är mindre salt än dess vävnader. När det händer kan en saltvattenfisk börja förlora sitt salt till vattnet runt den. Och utan salter som hjälper till att driva dess celler kan denna fisk dö.
Lauren resonerade att detta är varför lejonfiskar inte borde dyka upp i floder och flodmynningar. Vattnet ska inte vara tillräckligt salt. Men de var där ändå. På något sätt kunde de tolerera mycket låga nivåer av salt. Lauren ville ta reda på hur låg salthalt – vattensalthalt – dessa lejonfiskar kunde stå ut med.
För sina experiment fångade Lauren sex lejonfiskar. Hon placerade var och en i sin egen 37,8-liters (10 gallon) tank. (Det lokala samhällets flodcenter, som använder akvarier för att lära besökarna om djuren och växterna som lever i Loxahatchee River, låter Lauren använda sina tankar och utrymme utan kostnad.) Hon fyllde varje tank med vatten som innehöll salt i en koncentration av 25 delar per tusen (ppt) delar vatten. Under de följande 16 dagarna hällde hon färskt vatten i fem av tankarna varje natt. Detta gjorde gradvis vattnet mindre salt. Den sjätte tanken förblev på startsalthaltsnivån. Det gjorde det till en kontroll.
En kontroll är en del av ett experiment där ingenting förändras. Att jämföra nya förhållanden med en kontroll är avgörande för vetenskapen. Det kommer att visa att endast den del av ett test som en vetenskapsman ändrar kan vara ansvarig för effekterna.
Varje dag matade Lauren sina djur och kollade hennes tankar. Till hennes förvåning, även om vattnet blev mycket mindre salt, såg hennes lejonfisk ut att må bra. De kunde till och med överleva över natten i vatten som bara hade sex ppt salt. Den nivån är mycket nära sötvatten. Färskvatten har mindre än en ppt salt.
Vid den tidpunkten avbröt Lauren sina tester. Lauren ville inte riskera att döda någon av hennes fiskar av misstag. Hennes skolas vetenskapsmässa hade regler som säger att inga djur får dö till följd av något projekt.
En vetenskapsman lade märke till hennes arbete
Snart hörde Zack Jud om tonåringens resultat. Han är marinekolog vid Florida International University i norra Miami. Han hade också sett lejonfiskar i Floridas flodmynningar och floder och publicerade några av sina fynd 2011.
En del av fiskarna dök upp mer än 6,4 kilometer (4 miles) uppströms från havet. Laurens upptäckter gav honom en utgångspunkt för fler experiment.Jud samlade 24 lejonfiskar och höll dem i undervattensburar i flodmynningar och floder. De olika testplatserna hade olika salthalter. Detta gjorde att han kunde se hur bra lejonfiskar överlevde vid olika saltnivåer utanför labbet. Han tog 16 fler lejonfiskar tillbaka till sitt labb där han kunde upprepa sina experiment.
Jud visade att Lauren hade rätt. Lejonfisk kan överleva i låga saltförhållanden under långa perioder. I hans studie levde de i 28 dagar vid saltnivåer på sju ppt. Det är en femtedel av saltheten hos havsvatten. Fisken kunde till och med överleva mycket korta perioder i 1 ppt saltförhållanden. “Det är nästan rent sötvatten”, konstaterar han – bara en trettiofemtedel av saltigheten hos havsvatten.
Även om denna förmåga att sega ut i lågsaltvatten kan vara bra för lejonfiskar, kan den utgöra ett stort hot mot de inhemska fiskarna som kallar dessa vatten hem. Lionfish är inte kräsen. Den inhemska fisken de möter kan göra en fantastisk buffé.
Craig Layman är marinbiolog vid North Carolina State University i Raleigh. Han hjälpte till med Juds studie. Det största hotet från lejonfisken är att de kan äta unga inhemska fiskar, säger han. Många arter av fisk längs kusten i USA häckar i flodmynningar. Om lejonfiskar spred sig i flodmynningar och floder kunde de frossa i småfiskar. “Vi misstänkte att lejonfiskar levde i låg salthalt”, säger han. “Laurens experiment visade oss säkert.”
Naturligtvis är lejonfiskar inte den enda tuffa havsfisken. Christie Wilcox är marinbiolog vid University of Hawaii i Manoa. “Precis alla marina fiskar kan överleva mycket låga saltvattenkoncentrationer ett tag”, konstaterar hon.
Även om lejonfiskar kan simma upp i flodmynningar, kommer de förmodligen inte att bo där på heltid, misstänker Jud. “Lejonfiskägg flyter vid ytan i några dagar innan de kläcks”, förklarar han. “I många flodmynningar finns det ett ytskikt av rent sötvatten som flyter ovanpå saltare bottenvatten.” Det kan vara en alltför stressig miljö för ett känsligt lejonfiskägg.
Medan många havsfiskar kan tolerera vatten med låg salthalt, väljer de inte att tillbringa tid i sådana områden. Det är därför de flesta inte simmar i floder. Men Jud och Lauren hittade båda lejonfiskar i mynningssystem. Dessa är platser där floder möter havet och salt och sötvatten blandas. De borde vara för färska för att fresta de flesta havsfiskar. Men lejonfisken verkade vara precis hemma. Tack vare Laurens forskning vet forskarna nu att dessa lejonfiskbesök inte är en lyckträff. Och det tyder på att de kommer att behöva lära sig mer om de hoppas kunna rädda lokala arter från dessa glupska rovdjur.
Följ Eureka! Lab på Twitter
Maktord bräckt En term för vatten som innehåller en blandning av saltvatten och sötvatten.
koncentration Ett mått på hur mycket av ett ämne som har lösts upp i ett annat.
kontroll En del av ett experiment där ingenting förändras. Kontrollen är väsentlig för vetenskapliga experiment. Den visar att varje ny effekt måste bero på endast den del av testet som en forskare har ändrat. Till exempel, om forskare testade olika typer av gödningsmedel i en trädgård, skulle de vilja att en del av den förblir obefruktad, som kontroll. Dess område skulle visa hur växter i denna trädgård växer under normala förhållanden. Och det ger forskarna något som de kan jämföra sina experimentella data mot.
ekologi En gren av biologin som handlar om organismers relationer till varandra och till deras fysiska omgivning. En vetenskapsman som arbetar inom detta område kallas ekolog.mynning Mynningen av en stor flod, där den mynnar ut i havet och sötvatten och saltvatten blandas. Sådana regioner är ofta plantskolor för ungfisk.
sötvatten Vatten som inte är salt, såsom regn, floder och sjövatten.
invasiva arter (även känd som utomjordingar) En art som finns levande och ofta frodas i en annat ekosystem än det där det utvecklades. Vissa invasiva arter introducerades medvetet till en miljö, till exempel en uppskattad blomma, träd eller buske. Vissa kom in i en miljö oavsiktligt, till exempel en svamp vars sporer färdades mellan kontinenter på vindarna. Ytterligare andra kan ha rymt från en kontrollerad miljö, som ett akvarium eller laboratorium, och börjat växa i det vilda. Vad alla dessa så kallade invasiva har gemensamt är att deras populationer håller på att etablera sig i en ny miljö, ofta i frånvaro av naturliga faktorer som skulle kontrollera deras spridning. Invasiva arter kan vara växter, djur eller sjukdomsalstrande patogener. Många har potential att skada vilda djur, människor eller en regions ekonomi.
native
Associerad med en viss plats; Inhemska växter och djur har hittats på en viss plats sedan den nedtecknade historien började. Dessa arter tenderar också att ha utvecklats inom en region och förekommer där naturligt (inte för att de planterats eller flyttats dit av människor).osmos Rörelsen av vissa molekyler i en lösning över ett membran. Rörelsen är alltid från där koncentrationen av någon kemikalie är högre till där koncentrationen är lägre. Denna rörelse tenderar att fortsätta tills koncentrationerna på varje sida av membranet är desamma.
genomsläpplig Har porer eller öppningar som tillåter vätskor eller gaser att passera igenom. Ibland kan material vara genomsläppliga för en viss typ av vätska eller gas (till exempel vatten) men blockera andra (som olja).
saltlösning Salt eller har med salt att göra. Havets salthalt är ett mått på dess sälta.
Redaktörens anmärkning: Uppdaterad 22 juli 2014 för att klargöra att Juds arbete började före Laurens forskning om lejonfisk.
Leave a Reply