حیوان دندان‌دار که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، یک لامپری دریایی است، یک ماهی بی آرواره و بدون دست بومی اقیانوس اطلس است که به دریاچه‌های بزرگ حمله کرد و باعث فروپاشی ماهیگیری آن در سال 20 شد.^هفتم قرن. دانشمندان ایستگاه بیولوژیکی USGS Hammond Bay چندین دهه است که بر روی لامپرهای دریایی مهاجم مطالعه می کنند. در آنجا، در سواحل دریاچه هورون در شمال میشیگان، آنها علم را پشت سر یکی از موفق‌ترین برنامه‌های کنترل گونه‌های مهاجم در جهان توسعه دادند، با جمعیت لمپری‌های دریایی که امروزه تنها در 10 درصد از آنچه زمانی در اوج بودند، پایدار هستند. اما این برنامه کار و منابع فشرده است، بنابراین مدیران مشتاق رویکردهای جدید برای کنترل لمپر دریایی در آینده هستند.

به همین دلیل است که دانشمندان و شرکای USGS در حال مطالعه زندگی جنسی لامپرهای دریایی هستند. درک چرخه زندگی و تولید مثل لامپر دریایی می تواند به دانشمندان کمک کند تا استراتژی های نوآورانه ای را برای شکستن این چرخه و کنترل جمعیت آنها شناسایی کنند و از اکوسیستم های بومی در دریاچه های بزرگ محافظت کنند.

حقایق در مورد [Sea Lamprey] زندگی

مانند ماهی قزل آلا، لامپرهای دریایی زندگی خود را به عنوان لاروهای کوچک در جریان های آب شیرین آغاز می کنند. در این مرحله، آنها آن دندان های نمادین را ندارند. آنها فیدرهای فیلتر هستند و ذرات کوچکی را که در گل و لای مدفون می شوند، جذب می کنند. آنها حدود 4-5 سال در نهرهایی که در آن متولد شده بودند می مانند.

آن‌ها سپس دستخوش تغییری شگرف می‌شوند و تبدیل به نوجوانان انگلی می‌شوند که دهان‌هایی مانند مکنده‌های پر از دندان‌های ریز و تیز دارند (به بیان دقیق، بیشتر شبیه شاخ‌های ریز هستند تا دندان، زیرا از کراتین ساخته شده‌اند، مانند مو و ناخن ما). دانشمندان مطمئن نیستند که چه چیزی باعث این دگرگونی می شود، اما پس از تکمیل شدن، لامپرهای دریایی که اکنون انگلی هستند به سمت پایین دست به سمت آب های آزاد می روند، جایی که به ماهی ها متصل می شوند و از خون آنها تغذیه می کنند. در محدوده بومی آنها، اقیانوس اطلس وسیع است، پر از جمعیت زیادی از ماهی های بزرگ که می توانند از حملات لمپری دریایی جان سالم به در ببرند یا از آنها جلوگیری کنند. در دریاچه های بزرگ، بیشتر ماهی هایی که توسط لمپرهای دریایی مورد حمله قرار می گیرند، می میرند. بچه‌ها حدود 18 ماه در فاز انگلی خود باقی می‌مانند و هر کدام 40 پوند ماهی مصرف می‌کنند.

پس از رشد کامل، از میزبان خود جدا می شوند و برای تخم ریزی به بالادست مهاجرت می کنند. آنها می توانند صدها مایل سفر کنند و بیشتر در شب شنا کنند. همانطور که آنها مهاجرت می کنند، روده و کبد آنها عملکردهای گوارشی خود را متوقف می کند – لمپرهای دریایی دیگر هرگز غذا نخواهند خورد.

چگونه راه خود را پیدا می کنند؟ لامپرهای دریایی مهاجر به دنبال فرمون ها هستند: سیگنال های شیمیایی تولید شده توسط لارو لامپری. از آنجایی که قبلاً لمپرهای جوان در آنجا وجود دارد، این سیگنالی است که اگر از فرومون ها پیروی کنید، باید زیستگاه تخم ریزی خوبی وجود داشته باشد.

مناطق تخم ریزی خوب دارای کف سنگریزه و جریان سریع هستند. نرها معمولاً ابتدا می‌رسند و شروع به ساختن لانه می‌کنند و از دهان فنجان‌مانند خود که قبلاً برای انگلی کردن ماهی استفاده می‌شد استفاده می‌کنند تا سنگ‌هایی را که گاهی به بزرگی یا بزرگ‌تر از سرشان می‌کنند، جابجا کنند. آنها همچنین از دم خود برای جابجایی رسوبات ریزتر استفاده می کنند و شن ها را به شکل لانه U شکل می دهند.

هنگامی که نر شروع به ساختن لانه می کند، فرمون جنسی خود را ساطع می کند. لامپرهای ماده می توانند آن را تا کیلومترها بو کنند و در بالادست آن را دنبال کنند تا جفتی پیدا کنند.

وقتی ماده ها می رسند، همه چیز شروع به گرم شدن می کند. نرها لبه‌ای از بافت ایجاد می‌کنند که پر از سلول‌های تولیدکننده انرژی است که وقتی ماده‌ها در اطراف هستند گرم می‌شوند. هر دو جنس دارای سلول های حساس به گرما در دهان خود هستند که از آنها برای احساس جفت لانه آینده خود استفاده می کنند.

لامپرهای دریایی عمدتاً شب‌زی هستند و بیشتر فعالیت تخم‌ریزی در شب انجام می‌شود. به عبارت دیگر، آنها این کار را در تاریکی انجام می دهند.

سپس ماده ها از دهان خود برای اتصال به سنگ، کنده یا اشیاء دیگر استفاده می کنند و ماده نر به پشت سر ماده می چسبد. دم ها را می پیچند. با هم، حرکات آنها ابری از تخمک، اسپرم و رسوب ایجاد می کند. تخمک ها کف چسبناکی ایجاد می کنند تا بتوانند در موقعیتی به سنگ ها بچسبند که به اسپرم کمک می کند تا آنها را بارور کند.

پس از تخم ریزی مکرر به صورت جفت یا گروهی، لمپرهای دریایی بالغ می میرند. اما آنها آن را مفید می‌سازند: هر ماده 60000 تا 100000 تخم تولید می‌کند که در نتیجه حدود 6000 یا بیشتر فرزند تولید می‌کند. به یاد داشته باشید که در مرحله جوانی انگلی خود، هر یک از این فرزندان می توانند تا 40 کیلوگرم ماهی بخورند – به راحتی می توان متوجه شد که آنها چقدر سریع مهاجم شدند و باعث از بین رفتن جمعیت ماهی های بومی شدند.

سیگنال های جنسی: آینده کنترل لامپری دریایی؟

جزئیات چرخه زندگی لمپری دریایی ممکن است چشمگیر و حواس پرت به نظر برسد، اما درک زندگی جنسی این لامپری، محققان را به توسعه و آزمایش استراتژی های جدید کنترل لامپر دریایی سوق داده است. فرمون هایی را که در بالا مورد بحث قرار دادیم، در نظر بگیرید – نشانه های شیمیایی که بزرگسالان را به سمت جویبارهای تخم ریزی جذب می کند و آنهایی که ماده ها را به نرها جذب می کند. فرومون ها یک هدف عالی برای مداخله هستند: آنها معمولاً گونه های خاص هستند، بنابراین بعید است روی گونه های بومی تأثیر بگذارند، و اگر نحوه عملکرد آنها را بدانید، می توانید به طور بالقوه تولید مثل لامپری دریایی را به عنوان نوعی از دریا متوقف یا کند کنید. کنترل تولد لامپری

دانشمندان و شرکای USGS ابتدا آزمایش کردند که آیا می توان از نسخه های سنتز شده این فرمون ها برای جذب لامپرهای دریایی به تله ها استفاده کرد یا خیر. یکی از این فرمون ها به نام ثبت شده است اولین آفت کش فرمونی برای مهره داران در دسامبر 2015. اخیراً، آنها بررسی کردند که آیا می توان از بیولوژی فرمون لامپر دریایی برای مختل کردن مستقیم فرآیند تخم ریزی استفاده کرد یا خیر.

که در مطالعه منتشر شده در سپتامبر 2023دانشمندان USGS، دانشگاه ایالتی میشیگان و کمیسیون ماهیگیری دریاچه‌های بزرگ کشف کردند که فرمون جنسی آزاد شده توسط مردان از اجزای شیمیایی متعددی تشکیل شده است که باید در ترکیب‌های مناسب برای جذب حداکثری وجود داشته باشند. در یک سری آزمایش، آنها دریافتند که اگر نسبت این اجزا را تغییر دهید یا یک ماده شیمیایی مشابه (اما نه یکسان) معرفی کنید، کل فرآیند جذب مختل می شود. ماده ها دیگر جذب سیگنال هایی که نرها منتشر می کنند نمی شوند. به این کوکتل‌های فرمون تغییریافته، آنتاگونیست‌های فرومون می‌گویند.

در بخشی از این مطالعه، دانشمندان یک آنتاگونیست فرمون را به محل تخم‌ریزی تزریق کردند. از آنجایی که بیشتر تخم ریزی در شب اتفاق می افتد، محققان آزمایش های خود را با آنتاگونیست های فرمون پس از شب انجام دادند. آن‌ها چراغ‌های LED را به لامپرهای دریایی ماده وصل کردند تا بتوانند حرکات خود را در تاریکی دنبال کنند و ببینند که آیا در بالادست شنا می‌کنند، لانه پیدا می‌کنند و تخم‌ریزی می‌کنند یا خیر. آنها این آنتاگونیست فرمون را کشف کردند و تخم ریزی آنها را 97 درصد کاهش دادند!

اگر از چنین مداخله ای استفاده شود، به این معنی است که ماده ها ممکن است راه خود را به نرها و لانه پیدا نکنند و دیوانگی لمپری دریایی دم گیر رخ نخواهد داد. این خبر بد است اگر شما یک لمپر دریایی مهاجم هستید، اما اگر یک ماهی سفید بومی هستید که با خطر کمتری برای مکیدن خونش توسط یک لمپر دریایی انگلی نوجوان مواجه می‌شوید، و خبر خوب برای ماهیگیری دریاچه‌های بزرگ.

آنتاگونیست های فرمون تنها ابزاری هستند که دانشمندان USGS با کمیسیون شیلات دریاچه های بزرگ، دانشگاه ایالتی میشیگان و سایر شرکا در حال بررسی هستند. سایر پروژه‌های تحقیقاتی فعلی به بررسی چگونگی واکنش لامپرهای دریایی مهاجر به نور می‌پردازند یا اینکه آیا یک «جوراب ماهی» که با استفاده از هوش مصنوعی، لامپ‌های دریایی را از ماهی‌های بومی متمایز می‌کند، می‌تواند به ماهی‌های بومی اجازه عبور از مانع را بدهد در حالی که چراغ‌های دریایی مسدود و به دام افتاده‌اند. به تازگی، دانشمندان پروژه ای را برای ردیابی کل چرخه زندگی لامپرهای دریایی در آزمایشگاه، از آغاز و پایان آغاز کردند. لامپرهای دریایی چندین سال عمر می‌کنند، بنابراین ممکن است مدتی طول بکشد، اما چه کسی می‌داند که چه رازهای زندگی لامپر دریایی را آشکار می‌کند؟ اگر می توان یک درس از زندگی جنسی لمپرهای دریایی آموخت، این است که مطالعه زیست شناسی اولیه این حیوان می تواند به ابزارهای عملی منجر شود که شاید هرگز به آن فکر نمی کردید.