Как долго живут порпиты, долгое время было неизвестно. Японские ученые культивировали эти организмы в лабораторных условиях и установили, что отдельные особи способны жить до пяти лет.
Порпита встречается в океане, перемещаясь по поверхности в теплых и умеренных широтах. Ее внешний вид нередко вызывает путаницу, и ее ошибочно принимают за медузу. Однако порпита – это колония гидроидных полипов (зооидов), функционирующих как единый организм. Внутри каждой группы зооидов присутствует своя специализация: добыча пищи, ее переваривание и размножение. Все они объединены и прикреплены к хитиновому диску, служащему своеобразной «поплавкой».
Японские ученые-биологи выяснили, что колонии порпиты способны выживать в открытом океане значительно дольше, чем предполагалось ранее. Это стало возможным благодаря первому успешному выращиванию этих беспозвоночных в лабораторных условиях.
В исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, собрали в прибрежной зоне префектуры Канагава (Япония) было создано 10 колоний порпиты. Чтобы обеспечить их выживание, исследователи экспериментировали с контейнерами различного диаметра (от 30 сантиметров до метра), разными температурными режимами (+18–+25 градусов Цельсия), а также с типами воды и питания. Однако более 80% особей не пережили первую неделю. В конечном итоге наиболее результативным оказался самый простой подход: каждую колонию помещали в отдельный пластиковый контейнер диаметром 30 сантиметров, наполненный фильтрованной морской водой, которую ежедневно обновляли.
В ходе лабораторного исследования животных получали планктон артемия и находились в условиях комнатной температуры. Это позволило им продержаться до 21 дня. Диаметр хитинового диска фиксировался в начале и по завершении эксперимента. Измерения выполнялись по восьми направлениям с использованием специализированного программного обеспечения.
Небольшие колонии (с радиусом три-четыре миллиметра) демонстрировали значительный рост, в то время как крупные (превышающие 17 миллиметров) практически не изменяли своих размеров. Замечено, что темпы роста постепенно уменьшались с увеличением исходного радиуса. Результаты гистологического анализа выявили, что рост наблюдается исключительно по периферии диска, где образуются новые слои хитина. Таким образом, клетки, ответственные за выработку хитина, располагаются на внутренней поверхности самого внешнего слоя этой структуры. Данный процесс имеет сходство с ростом раковин моллюсков и кораллов.
Из-за значительной сложности долгосрочных наблюдений за морскими колониями, биологи прибегли к компьютерному моделированию. Для этого была использована байесовская модель роста, разработанная фон Берталанфи, которая позволяет оценить, как скорость роста снижается с приближением организма к его предельно допустимым размерам. Данная модель широко используется при оценке роста рыб и кораллов.
На основе проведенных измерений ученые определили три величины: изначальный радиус, предел максимального радиуса и безразмерный коэффициент роста. Этот коэффициент роста, составивший 0,62 в год, превышает показатель для кораллов (0,17 в год), но уступает значениям, характерным для медуз (3-5,8 в год). Используя радиусы десяти колоний в модели, исследователи смогли оценить возраст каждой из них.
Полученные данные оказались непредсказуемыми. Колонии наименьшего размера (с радиусом четыре миллиметра) жили приблизительно три месяца, колонии среднего и крупного размера – около года и полутора лет, а самая крупная колония, радиусом 23 миллиметра, дожила до возраста примерно пяти лет. Определение возраста было достаточно точным для небольших колоний, однако оставалось менее определенным для самых крупных. Например, доверительный интервал, представляющий собой диапазон вероятных значений возраста, для колонии радиусом 23 миллиметра составляет от 3,8 до 6,3 года. Тем не менее, даже при таких расхождениях продолжительность жизни порпиты значительно превосходит типичную для нейстонных организмов, которые также обитают в водной и воздушной среде.
Исследование показало, что гидроиды Porpita porpita могут дрейфовать на поверхности океана от нескольких месяцев до примерно пяти лет. Это первая фактическая основа для понимания их жизненного цикла, а также для переоценки представлений о времени жизни нейстона.