Мембраны икринок лосося могут адаптироваться к низкому содержанию кислорода в реках

Исследование Университета Саутгемптона предполагает, что оболочка икринок лосося может эволюционировать, чтобы справляться со сниженным уровнем кислорода в реках, помогая эмбрионам успешно развиваться.

Исследование, финансируемое Агентством по охране окружающей среды и опубликованное в журнале Royal Society Open Science, показало, что различия в структуре тонкой плёнки, окружающей эмбрион лосося, влияют на его способность поглощать растворённый кислород из речной воды.

Численность атлантического лосося в естественной среде обитания сокращается, и считается, что это частично связано с ухудшением качества воды в местах нереста. Смываемые с суши осадки могут истощать запасы кислорода в реках, стимулируя рост органического вещества и заиливая гравийные грунты, где лососи откладывают икру в гнёздах (реддах). Для успешной инкубации икринкам необходим достаточный приток кислорода через их мембраны. Данное исследование изучает, как структура этих мембран различается у разных популяций лосося.

Исследователи провели серию измерений мембран икринок на рыбной ферме в Шотландии и в природоохранных инкубаториях на четырёх реках Великобритании: Дорчарт, Тилт, Саут-Тайн и Норт-Тайн. Эти реки были выбраны из-за разного уровня содержания осадков и кислорода. Результаты показали, что толщина, пористость и проницаемость мембран варьировались в зависимости от местоположения.

Дальнейшие тесты с икринками в контролируемых лабораторных условиях показали, что те из них, у которых мембраны были менее проницаемы, с меньшей вероятностью выживали в условиях низкого содержания кислорода. Другими словами, чем толще мембрана, тем выше вероятность, что икринка погибнет от нехватки кислорода. И наоборот, большая проницаемость означает более высокий шанс на выживание.

Ведущий автор работы Джек Блумер из Tyne Rivers Trust, проводивший исследование во время обучения в аспирантуре Школы географии и экологических наук Университета Саутгемптона, комментирует: «Наши выводы говорят нам, что проницаемость мембран икринок лосося различается в зависимости от их местоположения и что их структура влияет на то, насколько эффективно они могут получать кислород из окружающей воды.

Что мы пока не можем утверждать с уверенностью, так это то, выживают ли популяции благодаря эволюции специфической структуры мембраны, подходящей для конкретных условий реки, в которой они вылупляются, — хотя данные указывают на это как на сильную возможность, и мы надеемся, что будущие исследования предоставят дополнительные доказательства».

Профессор Дэвид Сир, также из Школы географии и экологических наук Саутгемптона, был главным руководителем этого исследования, работая вместе с коллегой профессором Полом Кемпом из Школы инженерии. Предыдущие исследования профессора Сира изучали, как мелкие осадки от эрозии почвы, сельскохозяйственных стоков, обочин дорог и размываемых берегов рек могут накапливаться в гнёздах атлантического лосося и других рыб, нерестящихся у дна.

Он комментирует: «Мы ранее показали, что снижение поступления кислорода к развивающемуся эмбриону из-за увеличения накопления мелких осадков в нерестовом гравии способствует сокращению численности рыб в реках Великобритании и Европы.

Это новое исследование исследует биологические факторы, которые могут делать популяции атлантического лосося более или менее уязвимыми к среде с низким содержанием кислорода. При дальнейшей работе это может иметь важные последствия для управления и разведения популяций лосося».