Внутренние часы определяют вертикальные миграции антарктического криля
Антарктический криль (Euphausia superba) не только реагирует на внешние факторы среды, такие как свет или пища. Он также использует свои внутренние часы для адаптации к экстремальным условиям полярной среды.
Исследовательская группа из Юлиус-Максимилианс-Университета Вюрцбурга (JMU) в сотрудничестве с Институтом полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера (AWI), Гельмгольцевским институтом функционального морского биоразнообразия (HIFMB) и Национальным институтом океанографии Великобритании изучила поведение этих ракообразных, уделив особое внимание их суточной вертикальной миграции в толще воды (исследование опубликовано в журнале eLife).
Еда на поверхности, защита от хищников на глубине
Антарктический криль использует темноту ночи, чтобы питаться микроскопическими водорослями на поверхности моря. Днём животные ищут укрытие от хищников в более глубоких, тёмных слоях воды.
Хотя криль оказывает значительное влияние на перемешивание водной толщи и перенос углерода в глубоководные зоны, точные механизмы этого миграционного поведения до конца не изучены. Впервые команда исследовала отдельных особей, выловленных в дикой природе, в разные сезоны с помощью специального монитора активности, разработанного в 2024 году.
Наблюдения с новой технологией
Новое устройство позволяет регистрировать плавательную активность отдельных существ в пробирках с морской водой. Учёные отлавливали криль в Южном океане и изучали его движения на борту судна при различных световых условиях и в разное время года.
Наблюдения показали, что ракообразные были наиболее активны ночью, что соответствует их естественным миграциям в дикой природе. Эти ночные паттерны активности адаптировались к изменяющейся продолжительности ночи в течение сезонов. Кроме того, криль сохранял суточный ритм активности даже при содержании в полной темноте в течение нескольких дней.
Типичный ритм даже в полной темноте
Результаты ясны: антарктический криль демонстрирует суточный ритм с повышенной плавательной активностью ночью, что хорошо согласуется с вертикальной миграцией в природе.
Даже в полной темноте животные сохраняли этот ритм в течение нескольких дней — доказательство того, что они используют внутренние часы, чтобы адаптировать свои перемещения к суточному ритму. Эксперименты также показали, что криль может гибко синхронизировать своё поведение с очень длинными или короткими днями, которые встречаются только в полярных регионах.
Криль не только реагирует на внешние факторы среды своим поведением. Он также использует внутренние часы для адаптации к экстремальным условиям своей полярной среды.
Значение для экосистемы и климата
Значение этих выводов выходит далеко за рамки физиологических процессов.
Как поглотитель углерода, Южный океан играет центральную роль в регулировании глобального климата. Эта функция основана на функциональной, продуктивной экосистеме, в центре которой находится антарктический криль. Оптимальная адаптация криля к своей среде — базовое условие для здоровых популяций.
Поскольку изменения в популяциях криля могут иметь далеко идущие последствия для всей экосистемы Южного океана, лучшее понимание механизмов адаптации имеет решающее значение для прогнозов о будущем развитии популяций.
В следующем проекте учёные хотят подробнее изучить внутренние часы: понять, где в мозге криля "тикают" часы и как механизм работает на нейронном уровне. Также в фокусе будет вопрос о том, как внутренние часы влияют на другие важные процессы у криля — такие как размножение и стратегии зимовки.