海胆虽然具有有限的祖先感官系统，但在逃离捕食者时可以表现出复杂的行为。这些海洋无脊椎动物的移动速度往往缓慢且不可预测，但当它们闻到捕食者的气味时，它们会按照弹道运动(直接、快速和定向)逃跑，以逃避威胁。
这在现在发表在BMC 运动生态学杂志上的一篇文章中有所说明。该研究的第一作者是巴塞罗那大学生物学院生物多样性研究所 (IRBio) 和 CEAB-CSIC 的专家 Jordi Pagès。该文章的其他合著者是专家 Javier Romero (UB-IRBio)、Frederic Bartumeis (CEAB-CSIC 和 CREAF) 和 Teresa Alcoverro (CEAB-CSIC)。
海胆：从布朗运动到超扩散
在Paracentrotus苋或海胆是一种食草动物，长和强大的刺是生活在海底的岩石和地中海和大西洋海洋phanerogamic草地。它属于棘皮动物——一种来自棘皮动物的物种，没有手臂，动作缓慢——它的移动归功于它的轮状系统，径向对称和五排小脚，带有通风口。
在这项研究中，研究小组在实验室中比较了P. lividus的运动模式，这取决于它们是否暴露于其主要捕食者之一的气味：海蜗牛Hexaplex trunculus。与关注对刺激的即时反应的其他研究不同，这项研究分析了海胆在接受刺激后几分钟甚至几小时内的运动模式。
“迄今为止，我们知道海胆可以对海洋环境中的不同化学和光刺激做出反应。例如，当它们感知到捕食者或受伤海胆的气味时，它们会减少活动并且不会离开它们的庇护所(岩石上的洞或裂缝)”，进化生物学系成员 Jordi Pagès 指出，生态学和巴塞罗那大学的环境科学。“然而，──他继续──，我们不知道对化学刺激的反应有多快，也不知道在没有庇护所的情况下它如何转化为运动轨迹的变化”。
研究表明，当没有刺激——没有捕食者的气味——时，海胆的运动方式多种多样：从没有方向的随机和可变轨迹——布朗运动——到超扩散运动，在轨迹和运动方面都涉及更多复杂性。动物的行为。
“令人惊讶的是，这种古老而简单的无脊椎动物——没有视觉器官或中枢神经系统——表现出如此多样化和复杂的运动模式。在没有捕食者气味的情况下，能够以这种不同的轨迹移动，从进化的角度来看，将有助于其生存”，Pagès 指出。“事实上，海洋沉积物中海胆类的化石痕迹表明，这些海胆的复杂运动发生在超过 5000 万年前。因此，人们相信，这种古老而保存完好的行为一定是寻找以稀缺方式分布的资源(食物、住所等)的有效策略，因为它通常发生在海洋环境中”。
海胆对捕食者的气味有何反应?
当海胆闻到捕食者的气味时，这种情况就会改变。然后，大范围的运动模式消失了，只有一个反应：弹道运动——直线、快速和定向——典型的逃逸。例如，在没有捕食者气味的情况下，海胆的平均速度接近8厘米/分钟，而那些暴露在捕食者化学刺激下的海胆则达到了15厘米/分钟(平均为11厘米/分钟) .
快速而直接的逃跑是猎物逃离以相似速度移动的捕食者的常见模式。如果捕食者和猎物的速度不同——或者如果捕食者的狩猎策略是拦截或突袭猎物——这种逃跑是行不通的。
“简而言之，海胆可以感知捕食者的化学反应，并通过改变它们的运动模式立即做出反应。也就是说，他们害怕捕食者并做出相应的反应。这种在所有个体中连贯一致的反应具有适应性，”佩格斯说。“这让我们认为，就像寻找食物有最佳运动模式一样，也有逃离捕食者的优化运动”。
由于害怕捕食者而产生的级联效应
尽管研究动物行为似乎是一种简单的好奇心，但BMC 运动生态学中的论文为理解这种行为如何大规模影响生态过程带来了新的视角。在生态学中，由于对捕食者的恐惧导致猎物行为发生变化，因此经常描述级联效应。佩吉斯解释了米德斯群岛的一个类似案例，在之前的研究中指出：“在米德斯群岛等保护区——掠食者的数量更多，因此成为猎物的风险也更高——海胆甚至不要试图离开庇护所，这会使藻类种群更加丰富。另一方面，在一公里外的蒙格里海岸，捕食者种群数量较少，海胆确实敢走出庇护所，可以吃掉藻类种群，留下没有藻类的岩石区域(称为贫瘠土地)”。
理解捕食者和猎物之间相互作用的经典模型——洛特卡方程和沃尔泰拉方程——假设来自两个种群的个体像理想气体分子一样移动，遵循布朗运动，直到他们偶然相遇。这是捕食者吃掉猎物的时候。最近，几项研究审查了这些模型，增加了捕食者可以以更现实的方式移动并因此复杂的选项，“但他们还没有关注猎物也可以改变运动模式并采取复杂行为的事实”，指出研究员。
“我们的研究表明，如果像海胆这样简单的物种能够在捕食者面前以如此清晰的方式做出反应，那么将这种复杂性添加到捕食者-猎物模型中是值得的。只有这样做，我们才能预测捕食者和猎物种群的共存能力，并了解自然界中的种群动态”，Jordi Pagès 总结道。
