Более тёплая вода связана с повышенной долей самцов камбалы
Исследование Университета штата Северная Каролина (NC State) показало, что если южная камбала (Paralichthys lethostigma) обитает в более тёплой воде в критическое окно раннего развития, более высокий процент особей становится самцами — в некоторых случаях более 90%. Высокая доля взрослых самцов в долгосрочной перспективе может угрожать как диким популяциям, так и ценному коммерческому рыболовству, которое зависит от более крупных самок.
Полевые исследования и лабораторные эксперименты показали, что разница в средней температуре воды в четыре градуса Цельсия во время развития молоди смещает соотношение полов с примерно 50-50 до 94-6 в пользу самцов, говорит Джейми Ханикатт, научный сотрудник NC State и ведущий автор статьи в Scientific Reports. Эта разница находится в пределах ожидаемого роста температуры океана согласно моделям изменения климата.
Факторы окружающей среды, такие как температура воды, влияют на определение пола у южной камбалы, а также у других рыб и рептилий, объясняет Ханикатт. Камбала держится на мелководье, которое служит питомником, пока не станет самцом или самкой, оставаясь в эстуариях до достижения зрелости, а затем возвращаясь в океан для нереста примерно в возрасте 2 лет.
«Мы считаем, что у южной камбалы есть генетическая система определения пола, подобная человеческой: две X-хромосомы для самки и X и Y для самца. У камбалы, если особь является генетическим самцом, ей суждено быть самцом, — говорит Ханикатт. — Однако, если генетическая самка подвергается экстремальным температурам, она может развиться в функционирующего самца».
Определение пола под влиянием среды может позволить камбале лучше справляться с неблагоприятными условиями, производя больше самцов, которые мельче и потребляют меньше ресурсов. Но если смещение в сторону самцов сохранится у взрослых особей, это может стать плохой новостью для диких популяций, а также для коммерческого и любительского рыболовства.
«Промысел камбалы полностью зависит от самок, потому что самцы редко достигают размеров, пригодных для вылова и продажи, — говорит Ханикатт. — Поэтому, когда вы едите камбалу в ресторане, это почти всегда самка. Таким образом, проблема в том, что если популяции будут маскулинизированы, у нас будет меньше самок для производства новой камбалы, что создаст дополнительную нагрузку на этот зависящий от самок промысел».
С 2014 по 2017 год исследователи отслеживали температуру воды весной и летом в трёх регионах: вдоль залива Памлико (северный регион), реки Ньюс (промежуточная зона) и Милл-Крик (южный регион).
Участки в северном регионе, где средняя температура воды составляла 23°C, дали наибольшую долю самок, наиболее близкую к равному количеству самцов и самок. В южном регионе, где средняя температура была 27°C, до 94% камбалы были самцами. Пропорции в промежуточной зоне оказались между этими значениями, демонстрируя температурный градиент с севера на юг.
Из-за малого размера молоди учёные использовали молекулярный биомаркер, разработанный в ходе предыдущих исследований NC State, для определения пола. Последующий эксперимент воспроизвёл эти условия в аквариумах.
«Мы хотели смоделировать эти температурные профили в лаборатории, когда всё остальное оставалось постоянным, чтобы увидеть, сможем ли мы получить аналогичное соотношение полов, — говорит Ханикатт. — И мы обнаружили именно это».
Исследователи не смогли проследить за камбалой в дикой природе на протяжении всего жизненного цикла, чтобы подтвердить, что смещённое соотношение полов сохраняется.
«Мы не можем точно сказать, как это влияет на изменения во взрослой популяции, потому что камбала много перемещается после развития молоди, — говорит соавтор Джон Годвин, профессор биологических наук NC State. — Однако промысел южной камбалы много лет находится в статусе "вызывающего озабоченность", поэтому всё, что мы можем сделать для улучшения инструментов управления и помощи в восстановлении, будет ценным».
Южная камбала — самая ценная костистая рыба Северной Каролины, и она, а также родственные виды, являются важными прибрежными видами в Атлантическом и Тихом океанах, говорит соавтор Рассел Борски, профессор биологических наук NC State.
«Мы хотим отслеживать популяцию южной камбалы вдоль градиента север-юг на юго-востоке США, чтобы увидеть, что происходит со всей популяцией, в Джорджии и Южной Каролине по сравнению с Северной Каролиной. Мы хотим выяснить, способен ли вид адаптироваться к повышению температуры воды, смещая свой ареал обитания».