Een gewone en kleurrijke zee-egel heeft enkele echt bizarre aanhangsels die onafhankelijk van zijn lichaam lijken te bewegen, en nu weten wetenschappers waarom: het schiet deze kleine, giftige kaken in het water om roofdieren af te schrikken.
Deze teenachtige, toothy kaken worden pedicellariae genoemd en toen wetenschappers ze ontdekten in de vroege jaren 1800, dachten ze dat de kaken parasieten waren omdat ze onafhankelijk van de jongen leken te bewegen. Nu ontdekken onderzoekers dat egels hun pedicellariae gebruiken niet alleen om zichzelf te verdedigen wanneer ze worden aangevallen, maar ook als een waarschuwing voor vissen en andere zeedieren om "wegblijven!"
Tripneustes gratilla, ook wel bekend als de verzamelaar-egel, is een wijdverspreide soort die voorkomt in ondiepe wateren in de Bahama's, de Indo-Pacifische regio en zelfs de Rode Zee. [Galerij: zie foto's van glorieuze zee-egels]
"Het is een mooie jongen die veel eet en behoorlijk groot kan worden," zei Hannah Sheppard Brennand, een promovendus aan Southern Cross University in Australië en co-auteur van een nieuw artikel over de verdediging van de urchin gepubliceerd in het tijdschrift The American Naturalist. Bijzonder intrigerend voor Sheppard Brennand en haar collega's was dat verzamelaar-egels naar voedsel zoeken in de open lucht, in plaats van zich te verstoppen in rotshopen, zoals veel andere egels doen. De onderzoekers merkten ook op dat toen ze de egels behandelden, hun handen uiteindelijk bedekt waren met kleine pedicellariae.
Pedicellariae worden alleen gevonden in stekelhuidigen, met name zeesterren en zee-egels. Het type gevonden op collector-egels staat bekend als globiferous, wat betekent dat ze een driekleppige kaak hebben en een gifzak aan het einde van een lange steel. Wanneer ze gestoord zijn, schieten de egels een wolk van pedicellariae in het water rond hun lichaam. Degenen die hun merkteken ontmoeten, laten hun kleine, giftige tanden in de huid van de roofdier vallen. Zelfs als een roofdiervis de structuur in zijn haast wegtrekt om te vluchten, blijven de kaken ingebed en blijft de gifzak irriterende gifstoffen in het vlees van de vissen pompen.
Wat Sheppard Brennand en haar collega's ontdekten, was dat vissen geen direct contact hoeven te maken met zee-egels om met pedicellariae te worden neergeschoten. Om te vragen T. gratilla om deze structuren af te schieten, prikten de onderzoekers de zee-egels met een tang in een laboratorium gedurende 30 seconden om de predatie te simuleren. Vervolgens integreerden ze pedicellariae in inktvissnacks en boden ze aan aan twee soorten vissen die op egels jagen: de zwarte axil chromis (Chromis atripectoralis) en de gedrongen anthias (Pseudanthias hypselosoma). In een aquariumomgeving at de vis 50 procent minder traktaties met giftige pedicellariae in vergelijking met traktaties zonder pedicellariae. Toen de onderzoekers de pedicellariae van hun gif wasten accepteerde de vis snel 80 tot 90 procent van de inktvissnacks ingebed met kleine kaken, vergeleken met minder dan 20 procent van de lekkernijen als het gif niet was gespoeld.
De onderzoekers testten ook hun inktvissnacks in het wild in Coffs Harbour Marina, tussen Sydney en Brisbane, met behulp van een GoPro-camera om video's van visgedrag rond de traktaties vast te leggen. Nogmaals, de vis vermeed het met pedicellariae gevulde voedsel en zweefde naar de schone opties.
Het is duidelijk dat pedicellariae onsmakelijk waren, zei Sheppard Brennand. Vervolgens plaatsten de onderzoekers vissen in een tank met twee goten, waarvan er één een zee-egel had die ongeveer 28 inch (72 centimeter) stroomopwaarts was. Toen de zee-egels werden gepord om hun pedicellariae vrij te geven, had de vis de neiging om stroomafwaarts te voorkomen, vonden de onderzoekers. Vissen brachten minder dan de helft van hun tijd door in een stroomgoot met pedicellariae, vergeleken met 70 procent van hun tijd in graven met een ongestoorde urchin of helemaal geen urchin.
"Ontdekken dat de wolk van de pedicellariae vissen afschrikte, was de meest opwindende vondst," zei Sheppard Brennand. "We hadden de hypothese dat dit het geval zou zijn, maar totdat je daadwerkelijk het onderzoek doet en de gegevens onderzoekt, weet je niet wat de uitkomst zal zijn."
Afschrikwekkende roofdieren met een verdediging op lange afstand kunnen de egels veel slijtage besparen, omdat ze niet per se door elke vis moeten worden gebeten die moet leren weg te blijven, schreven de onderzoekers. Veel dieren hebben signalen die hen achtervolgen en afschrikken, zoals dit, die geen contact met roofdieren vereisen. Stekelvarkens hebben bijvoorbeeld hun stekels en sommige soorten spinnen beginnen met kleine, irritante haren. Bombardierkevers sproeien hete, irriterende chemicaliën. En de egels lijken hun mobiele beet te hebben.
Deze zee-egels maken een wolk van giftige toothy kaken in het water vrij om roofdieren van vissen te ontmoedigen.