호수에서 발견되는 먹이 사슬의 매우 단순화 된 버전에서 미세 조류는 물벼룩이라고 불리는 물벼룩에 의해 먹게되며,이는 차례로 물고기에 의해 먹습니다. 그러나 더 자세히 관찰하면 상황이 매우 빠르게 복잡해집니다. 조류는 자신을 방어하기 위해 독소를 방출하고 포식자를 피하기 위해 긴 사슬을 형성합니다(반 동크 등.,2011),물벼룩은 물고기가 먹는 것을 피하기 위해 모양을 바꾸거나 움직일 수 있습니다.
물벼룩과 동물 플랑크톤의 다른 구성원이 포식자를 피하는 한 가지 방법은 하루 중 시간에 따라 호수의 다른 깊이로 이동하는 것입니다. 주변 물에 물고기가 포함되어 있으면 물벼룩은 낮 동안 더 어둡고 깊은 지역으로 이동하여 물고기가 볼 수 없게되고(그림 1),밤에는 미세 조류가 사는 물 기둥의 상층으로 이동합니다. 주변에 물고기가 많지 않으면 물벼룩은 낮에도 지표면 근처에 머물러 있다(램퍼트,1989).
물벼룩 물벼룩은 물고기가 있으면 행동을 바꿉니다.
왼쪽:낮 동안 물벼룩은 물고기가 방출하는 카이로몬(미도시)이라는 화학 신호를 감지하면 호수의 더 깊고 어두운 지역으로 이동합니다. 중간:밤에는 물고기가 볼 수 없을 때 물벼룩이 표면 근처의 물로 이동하여 거기에 풍부한 미세 조류(녹색 원)를 먹습니다. 오른쪽:물고기가 없을 때 감지 할 카이로몬이 없으며 물벼룩은 밤낮으로 표면 근처에 있습니다.
먹이 종은 신중하게 자원의 균형을 유지해야합니다. 불필요하게 포식자를 피하는 것은 에너지를 소비하고 음식에 대한 접근을 제한 할 수 있습니다–물벼룩이 먹는 미세 조류는 호수의 어두운 깊이에 살지 않습니다–그러나 실수로 포식자를 만나는 것은 치명적일 수 있습니다. 그 결과,일부 종은 포식자에 의해 방출 된 화학 물질을 탐지하기 위해 적응했습니다. 이러한 화학 물질의 몇 가지의 식별,카이로몬이라고,수생 생태학 연구의 새로운 영역을 열었습니다,보존 및 양식(야스모토 외. 2005;셀란 더 외., 2015; 와이즈 등., 2018).
‘물고기 요인’이라고도 알려진 디엘 수직 이동을 유도하는 카이로몬에 대한 검색은 수십 년 동안 진행되어 왔으며,도중에 엄청난 실패와 오해가 발생했습니다(포너트와 폰 엘레르트,2000 토론 참조). 수많은 장애물은 검색을 복잡하게:물고기 요인은 호수 물에 낮은 농도에서 발생하고,이 실험실 환경에서 물벼룩의 수직 움직임을 모니터링하기 어렵 기 때문에 그것을 식별 할 수있는 생체 분석 실험은 문제가 있습니다. 이제 엘리페에서 메이케 한,크리스토프 에페르츠,로랑 비글러,에릭 폰 엘레르트는 이 카이로몬(한 외)의 신원을 보고한다., 2019).
한 외. -쾰른 대학교와 취리히 대학교에 본사를 둔 사람-물고기 계수를 식별하기 위해 생체 분석 유도 분별 방법을 사용했습니다. 고성능 액체 크로마토그래피라는 기술은 물고기가 이전에 배양되었던 물들이 각각 화학물질의 하위 집합을 포함하는’분수’로 분리되도록 허용했다. 물벼룩의 마이그레이션 동작에 대 한 각 부분의 효과 검사 한 물고기 존재 하지 않았다 비록 디 엘 수직 마이그레이션을 유도 하는 공개. 한 외. 활성 화학 물질을 5 로 확인했습니다.제 2-황산 사이프리놀. 이 화합물의 피코 몰 농도 만이 물고기가 서식하는 물에서 발견되지만,이러한 낮은 농도조차도 물벼룩의 이동 거동을 변화시키기에 충분합니다.
카이로몬의 방출은 포식자 종에게 불이익을 주기 때문에,먹이 종은 포식자가 분자의 생산을 중단할 수 없을 때에만 의존할 수 있다. 이것은 5 의 경우입니다.-식이 지방을 소화하는 데 필수적인 역할을하는 담즙산 인 사이 프리 놀 설페이트(호프만 외., 2010). 물고기는 5 개를 방출합니다.그들의 장,아가미 및 요로에서 황산시 프리 놀을 방출합니다. 이 분자는 또한 물에서 안정하기 때문에 물벼룩에 물고기의 존재를 확실하게 나타냅니다.
기초 연구에 대한 많은 의미 외에도,피코 몰 양의 화합물 만이 호수에서 광범위한 행동 반응을 유발할 수 있다는 발견은 생태 독성 문제를 제기합니다. 우리는 즉각적인 독성을 일으키는 대사 산물에 대한 우리의 물을 조사하는 동안,우리는 완전히 같은 매우 강력한 신호 화학 물질의 비 독성 투여 물도 생태계에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 사실을 무시합니다. 이는 환경 모니터링에 사용되는 일상적인 절차에 대한 새로운 평가를 요구합니다.
카이로몬은 호수에 서식하는 종들이 사용하는 유일한 화학적 신호는 아니다. 페로몬(프렌 켈 외.,2014),방어 대사 산물 및 종들이 서로 경쟁 할 수 있도록 돕는 분자는 또한 수생 생태계의 복잡한 신호 메커니즘에 기여합니다(베리 외., 2008). 우리는 이러한 환경이 실제로 다양한 화학적 환경,우리가 이제 막 이해하기 시작한 삶의 언어에 의해 형성된다는 결론을 내릴 수 있습니다.
