Where to live and how to get there - Insights from the secret lives of cnidarians

Abstract

Koraller og anemoner er anthozoer og medlemmer av phylumet nesledyr (cnidaria) med en kompleks livssyklus, som inkluderer pelagiske larve- og sessile voksenstadier. Under utviklingen omdannes embryoet til en planulalarve, og når larven blir kompetent vil den feste seg til et substrat og transformeres gjennom metamorfose til en bentisk polypp. Å ha larver som spres er viktig for populasjonsdynamikker i bentiske samfunn, og spredingen kan både være passiv via havstrømmer og gjennom aktiv svømming. Det er uvisst om spredning og svømmeadferd hos nesledyr-larver endrer seg mellom ulike utviklingsstadier. Så, for å systematisk undersøke forandringer i svømmeadferd hos nesledyr-larver, har vi studert to ulike nesledyr med to ulike livsstiler: Kaldtvannskorallen Lophelia pertusa og den gravende sjøanemonen Nematostella vectensis.

I dette forsøket har vi systematisk beskrevet horisontal svømmeadferd hos larvene i detalj, gjennom innspilling av bevegelse og ved å bruke en automatisert tracking-programvare. Basert på de målte parameterene, hadde ikke L. pertusa en signifikant endring i svømmeadferden sin fra det embryoniske stadiet til den kompetente planula larven, mens N. vectensis viste en signifikant endring: de svømte raskere, lengre og mer lineært ettersom de ble eldre.

I tillegg til å beskrive larveadferd brukte vi også immunohistokjemiske teknikker på L. pertusa embryo og larver for første gang, hvor det ble observert få nematocytter, og jevnt fordelte hull i kroppen på den kompetente planulalarvaen. Immuno-farginger av en kompetent N. vectensis planulalarve viste at den var utstyrt med nematocytter og sansenevroner.

Corals and anemones are anthozoans and members of the phylum Cnidaria with a complex lifecycle, that includes pelagic larval and sessile adult stages. During the development, the embryo transforms to a planula larva, and when reaching a competent larval stage, it settles on a substrate and transforms through metamorphosis into a benthic polyp. Having dispersing larvae is important for population dynamics in the benthic communities, and the dispersal can be both passive through ocean currents and through active swimming. Little is known whether the dispersal and swimming behaviors in cnidarian larvae change across different developmental stages. Therefore, to systematically investigate changes in swimming behavior in cnidarian larvae, we examined two different cnidarian species with two different lifestyles: the cold-water coral Lophelia pertusa and the burrowing sea anemone Nematostella vectensis.

In this study we systematically described larval horizontal swimming behavior in detail, through recording movement and using an automated tracking software. L. pertusa did not significantly change the swimming behavior between the embryonic stage to the competent planula based on the measured parameters, whereas N. vectensis changed significantly: they swam faster, further, and more linear as they aged.

In addition to describing larval behavior, we also used immunohistochemical techniques on L. pertusa embryos and larvae for the first time, where few nematocytes were visible in the staining, we observed some evenly distributed holes in the body of the competent planula larva. Immunostainings done on a competent planula of N. vectensis showed that the larva was equipped with stinging cells and sensory neurons.