Как холодолюбивые антарктические рыбы отреагируют на потепление океана?
Антарктические рыбы — ключевой компонент пищевой сети, поддерживающей жизнь в холодном Южном океане. Они питаются более мелкими организмами и служат пищей для более крупных. Однако мало что известно о том, как быстрые темпы потепления этих вод повлияют на развитие эмбрионов рыб и их рост после вылупления, отмечает профессор Северо-Восточного университета Уильям Детрич.
Ответы на эти вопросы необходимы, чтобы понять, как экология Южного океана может быть нарушена изменением климата.
Детрич, эксперт в области морской молекулярной биологии и биохимии, получил грант Национального научного фонда (NSF) на четыре года в размере $1,25 млн для проекта, который поддержит его исследования по заполнению этого критического пробела.
"Антарктический полуостров — это сейчас горячая зона для потепления океанических вод", — сказал Детрич. — "Вдоль полуострова Южный океан нагревается быстрее, чем любой другой океан на планете. Это главный двигатель данного исследования. Мы работаем в районе, который действительно демонстрирует изменение климата".
Температурные показатели
Детрич указал на оценки Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), согласно которым температура Южного океана вокруг полуострова может повыситься на 2–5 градусов Цельсия в течение следующих одного-двух веков. В настоящее время температура тела антарктических рыб находится в очень узком диапазоне, определяемом их холодной средой обитания — от минус 1,9 до плюс 2 градусов Цельсия. Долгосрочная цель проекта Детрича — понять, способны ли эти рыбы реагировать и адаптироваться к более высоким температурам по мере потепления океана.
"Для таких организмов, как рыбы, которые адаптировались к очень холодным температурам среды обитания в течение длительного периода времени, 50 миллионов лет, проблема быстрого повышения температуры станет настоящим шоком для их физиологических систем", — сказал он. — "Вопрос в том: способны ли они с этим справиться?"
Что будет включать исследование
В этом проекте Детрич оценит влияние повышенных температур на:
- жизнеспособность эмбрионов,
- скорость эмбрионального развития,
- генетические "инструментарии", реагирующие на температурный стресс.
Он и его команда сосредоточатся на двух родственных видах: краснокровной антарктической щуке (rockcod) и белокровной ледяной рыбе (icefish). Для каждого вида одна группа будет выращена при текущей температуре воды (0°C), а другая — при прогнозируемой повышенной температуре (+4°C).
В рамках проекта Детрич также оценит, как и почему белокровные рыбы эволюционировали, утратив способность производить эритроциты, — дефект, который может сделать их эмбрионы особенно уязвимыми к теплу.
Возможные последствия
Детрич отметил, что повышение температуры может привести к двум крайним исходам:
- Более высокие температуры будут сильно нарушать развитие, и эмбрионы рыб погибнут.
- Рыбы выживут, но будут развиваться гораздо быстрее.
Во втором случае, пояснил он, рыбы вылупятся раньше обычного, в темное зимнее время, когда их источник пищи — фитопланктон, которому нужен свет, — еще не расцвел.
"По сценарию быстрого развития у вас появится личинка рыбы, которая ищет пищу и, возможно, не находит ее", — сказал он.
Это исследование, как он надеется, предоставит общественности и политикам больше данных для принятия решений по стратегиям борьбы с изменением климата, особенно по защите жизни в Южном океане.