Мутная вода может заставить африканских рыб развивать более крупные глаза

Новое исследование предполагает, что изменения качества воды могут влиять на развитие зрительной системы у одного вида африканских рыб.

Исследование, проведённое под руководством Джея Тиркса, недавнего выпускника по специальности "Окружающая среда и природные ресурсы" в Университете штата Огайо, показало, что возраст был решающим фактором в способности рыб успешно справляться с новыми условиями в их подводной среде.

Исследование на цихлиде Blue Lips, виде, обитающем в болотах и озёрах Уганды, показало, что глаза и размер зрачков у молодых рыб, выращенных в мутной воде, были крупнее, чем у рыб, выращенных в чистой воде. Это явление происходило независимо от среды обитания родителей каждого выводка.

Исследование было недавно опубликовано в Journal of Experimental Biology.

Зрение — жизненно важное чувство для многих существ, поскольку способность хорошо ориентироваться в окружающей среде даёт им преимущество в сохранении своего места в пищевой цепи. Но когда экосистема подвергается воздействию новых экологических стрессоров, у большинства организмов животного мира есть три варианта реакции на негативные последствия.

По словам Тиркса, эти варианты — адаптироваться, переместиться в другое место или вымереть.

"Цихлиды известны тем, что занимают огромное разнообразие экологических ниш и способны адаптироваться к изменениям в своей среде. Это вызывает большой интерес с эволюционной точки зрения, особенно в отношении временных масштабов такой адаптации".

Чтобы узнать больше о том, как и когда происходят эти адаптации, исследователи вырастили половину выводка рыб в аквариумах с чистой водой, а другую половину — в аквариумах с мутной водой.

Затем исследователи измерили диаметр глаза и зрачка как у молодых рыб, так и у взрослых цихлид в эксперименте, установив, что молодые особи действительно приобрели черты, позволившие им развивать более крупные структуры глаза в ответ на мутную воду.

"Когда цихлиды были молоды, у них была огромная пластичность, и они могли изменять свою физиологию, чтобы справиться с мутными условиями окружающей среды. Но когда мы посмотрели на более старых рыб, у них не было такой же гибкости".

Исследование также отмечает общее различие в паттерне размеров глаз и мозга между молодыми и старыми рыбами. Первоначально команда ожидала обнаружить, что рыбы, выращенные в мутной воде, будут иметь более крупный мозг, чем выращенные в чистой воде, поскольку наличие больших глаз мало что значит, если мозг не эволюционировал для обработки этой визуальной информации.

Вместо этого цифровые фотографии их биологических систем показали, что у старших рыб мозг и зрительные доли были больше относительно их длины и массы мозга по сравнению с относительными размерами этих структур у молодых рыб. Это может указывать на то, что, подобно млекопитающим, рыбы испытывают различные сенсорные потребности на разных этапах своей жизни.

До сих пор неясно, вызваны ли многие из этих изменений внешними экологическими переменными, такими как количество кислорода в воде, или физическими изменениями, такими как половое созревание.

Проблема взросления в чистой или мутной воде является реальной для цихлиды Blue Lips, особенно с учётом изменяющихся экосистем в их африканской среде обитания.

Обезлесение — одна из основных причин усиления разрушения среды обитания и помутнения рек и озёр. Когда деревья вырубаются, стабильность почвы нарушается, что приводит к отложению осадка в близлежащих водных системах, сказал Тиркс.

"Каждый раз, когда случается шторм, вся та почва, осадок и растительность, которые удерживались деревьями, больше не удерживаются. Всё это оказывается в ближайшем водоёме, и это прямой стрессор для наших полевых участков и популяций, которые там обитают".

Подобные исследования позволяют предположить, что по мере усугубления антропогенных изменений окружающей среды определённые популяции животных, такие как рыбы, могут сохраняться даже в не самых идеальных местах обитания.

Для Тиркса это явление даёт некоторую надежду на то, что негативное влияние человека на окружающую среду не является настолько изменяющим жизнь для всех видов, как это может казаться сейчас.

"Мы вызываем и стимулируем изменения в системах этих рыб. Но сохранение примеров видов, которые действительно могут справляться с происходящими вокруг них изменениями, — это хорошее напоминание о том, насколько мощной и гибкой является природа".