Жизнь в быстрых и медленных "полосах" у лосося

Изменчивость жизненного цикла — основа долгосрочного выживания популяций и видов, обеспечивающая их способность адаптироваться к меняющейся среде. Многие исследования сосредоточены на различиях между местообитаниями, но вариация внутри одного местообитания часто остаётся без внимания.

Понимание этой загадки на уровне ландшафта критически важно для определения пространственных масштабов, на которых действуют адаптация и устойчивость популяций в природе. Это побудило исследователей из Университета Киото изучить изменчивость жизненного цикла у симы (Oncorhynchus masou). Результаты опубликованы в Journal of Animal Ecology.

Предыдущие исследования показали, что лососёвые рыбы в крупных водоёмах умеренного пояса — идеальный объект для такого изучения. У лососёвых особи с "быстрым" жизненным циклом рано достигают ускоренного роста, начиная развитие гонад весной и созревая осенью того же года. Особи с "медленным" циклом откладывают решение о созревании до следующего года.

Команда исследовала иерархическую структуру изменчивости жизненного цикла в большом водосборе. Они предположили, что каждое местообитание сохраняет определённую степень вариации, но тенденция к "быстрому" циклу будет преобладать в нижнем течении, а к "медленному" — в верховьях.

Было установлено шесть исследовательских участков вдоль потока. Учёные изучили сезонные изменения температуры воды и пищевых ресурсов, сезонный рост молоди и возраст половозрелых рыб.

Затем они количественно оценили относительный вклад различий в возрасте созревания между местообитаниями и внутри них в общее разнообразие возраста созревания в масштабах всего водосбора, сделав отдельные расчёты для самцов и самок.

Результаты в основном подтвердили гипотезу. Особи с "быстрым" циклом преобладали в нижнем течении — с более тёплой водой и обилием водных беспозвоночных. Особи с "медленным" циклом были более распространены в верховьях, где вода холоднее, водной добычи меньше, но относительно обильны наземные беспозвоночные, попадающие в поток.

Однако учёные также обнаружили значительную вариацию возраста созревания на всех участках, кроме самых крайних вниз и вверх по течению. Это говорит о том, что изменчивость жизненного цикла в масштабе водосбора сильнее зависит от вариации внутри местообитаний, чем между ними.

"Интригующе, что баланс между разнообразием внутри местообитания и между ними может зависеть не только от факторов внутри потока, но и от наземных беспозвоночных, поступающих из прибрежных лесов", — отмечает первый автор Такея Шида.

По мере продолжающейся гомогенизации местообитаний такая внутренняя вариация может стать более важной для поддержания адаптации к изменениям среды, таким как глобальное потепление.

"В последнее время мы наблюдаем потерю разнообразия внутри видов гораздо быстрее, чем видового разнообразия, — говорит руководитель группы Такуя Сато. — Это исследование напомнило нам о важности управления ресурсами лососёвых таким образом, чтобы сохранять это разнообразие".