Лосось может потерять способность чувствовать запах опасности из-за роста выбросов углерода
Обоняние критически важно для лосося. Оно помогает избегать хищников, находить добычу и возвращаться в конце жизни в родные ручьи для нереста.
Новое исследование Университета Вашингтона и Северо-западного научного центра рыболовства NOAA показывает, что это мощное обоняние может оказаться под угрозой из-за поглощения океаном углеродных выбросов. Окисление океана меняет химию воды, снижая её pH. Повышенный уровень углекислого газа (CO2) в воде может влиять на то, как кижуч (coho salmon) обрабатывает запахи и реагирует на них.
«Лосось известен тем, что использует нос для множества важных аспектов жизни: навигации, поиска пищи, обнаружения хищников и размножения. Поэтому нам было важно узнать, повлияют ли на лосося будущие условия с высоким содержанием CO2 в морской среде», — говорит ведущий автор Чейз Уильямс.
Исследование, опубликованное 18 декабря в журнале Global Change Biology, впервые показывает, что окисление океана влияет на обоняние кижуча. Оно также комплексно исследует, где именно в сенсорно-нервной системе рыбы происходит нарушение обоняния и как эта потеря влияет на поведение.
«Наши исследования и работы других групп показали, что воздействие загрязнителей также может нарушать обоняние лосося. Теперь лосось потенциально сталкивается с двойным ударом: от загрязнителей и от растущего уровня CO2. Это имеет последствия для долгосрочного выживания нашего лосося», — отмечает старший соавтор, профессор токсикологии UW Эван Галлахер.
Методология эксперимента
Исследователи тестировали, как молодь кижуча, обычно полагающаяся на обоняние для обнаружения опасности, проявляет реакцию страха при повышении уровня CO2.
В лаборатории NOAA Fisheries в Муккилтео были установлены резервуары с морской водой трёх разных уровней pH:
- текущий средний pH залива Пьюджет-Саунд,
- прогнозируемый средний уровень через 50 лет,
- прогнозируемый средний уровень через 100 лет.
Молодь лосося содержали в этих условиях две недели.
Результаты: потеря реакции на опасность
После двух недель провели серию поведенческих и нейронных тестов. Рыб помещали в резервуар и подвергали воздействию запаха экстракта кожи лосося — сигнала атаки хищника, обычно заставляющего рыбу прятаться или уплывать.
- Рыбы из воды с текущим уровнем CO2 реагировали нормально.
- Рыбы из резервуаров с повышенным CO2 не обращали внимания на запах или не обнаруживали его.
Нейробиологические изменения
Измерения нейронной активности в носу и мозге (в обонятельной луковице) показали:
- Сигналы нейронов в носу были нормальными при всех уровнях CO2 — рыбы, вероятно, всё ещё чувствовали запах.
- Обработка информации в обонятельной луковице была нарушена — рыбы не могли преобразовать запах в соответствующую поведенческую реакцию.
Анализ экспрессии генов в тканях носа и обонятельной луковицы подтвердил изменения, особенно в луковицах рыб, подвергавшихся воздействию повышенного CO2.
«На уровне носа нейроны, мы думаем, всё ещё обнаруживают запахи, но когда сигналы обрабатываются в мозге, именно там сообщения потенциально искажаются», — поясняет Уильямс.
Последствия и дальнейшие исследования
В дикой природе это, вероятно, сделает рыб всё более безразличными к запахам хищников. Хотя исследование фокусировалось на реакции на опасность, под ударом могут оказаться и другие важные формы поведения, зависящие от обоняния: навигация, размножение и поиск пищи.
Учёные планируют изучить, влияет ли повышенный CO2 аналогичным образом на другие виды рыб и на иные органы чувств.
«Мы надеемся, что это предупредит людей о некоторых потенциальных последствиях повышенных выбросов углерода. Лосось — знаковая для этого региона рыба. Окисление океана и изменение климата — абстрактные понятия, пока вы не начинаете говорить о животном, которое много значит для людей», — заключает старший соавтор Энди Диттман.