Мочевина позволяет акулам и скатам откладывать размножение

Новое исследование показало, что высокая концентрация мочевины в тканях хрящевых рыб (акул, скатов и их родственников) позволяет им достигать половой зрелости и начинать размножаться, достигнув большей доли от своего максимального размера, по сравнению с костистыми рыбами.

Работа опубликована в журнале Environmental Biology of Fishes.

Ключевое открытие:

• Исследователи из инициативы Sea Around Us (Университет Британской Колумбии) проанализировали данные почти о 1000 видах хрящевых рыб.
• Они вычислили их «репродуктивный респираторный порог» (RRT) — момент, когда запускается созревание и нерест.
• Для морских яйцекладущих (oviparous) акул и скатов этот порог составил 1.13, а для пресноводных живородящих (viviparous) скатов — 1.33. Для сравнения, у костистых рыб и беспозвоночных ранее был оценен порог в 1.36.
• Это означает, что если костистые рыбы (например, луцианы) созревают при достижении 40-50% своей максимальной длины, то акулы-молоты — при 60-70%.

Роль мочевины:

• Хрящевые рыбы удерживают высокие уровни мочевины в организме для осморегуляции.
• Исследование выявило прямую связь: виды с высоким удержанием мочевины созревают при большей доле от максимального размера.
• Учёные предполагают, что мочевина, участвующая в кислотно-щелочной регуляции, буферизует кислотность, вызванную снижением поступления кислорода по мере роста рыбы.
• Рост приводит к тому, что двумерные жабры не успевают снабжать кислородом трёхмерное тело. Это снижает доступность кислорода для ресинтеза денатурированных белков, создавая кислую внутреннюю среду, которая и запускает гормональный каскад, останавливающий рост и запускающий нерест.
• Мочевина у морских хрящевых рыб нейтрализует эту кислотность, позволяя им расти дольше и откладывать созревание.

Исключение, подтверждающее правило:

• Пресноводные живородящие скаты, которые снабжают эмбрионы кислородом через жабры, испытывают больший кислородный стресс.
• У них порог созревания близок к костистым рыбам, и они почти полностью утратили способность удерживать мочевину, что подтверждает связь между дыханием, удержанием мочевины и наступлением половой зрелости.

Важность для сохранения:

• Позднее созревание делает хрящевых рыб крайне уязвимыми к перелову. Если их вылавливают до размножения, популяции быстро уничтожаются.
• Сегодня 37% акул, скатов, ромбовых скатов и пилорылых скатов находятся под угрозой исчезновения.
• Понимание механизмов и сроков их созревания критически важно для устойчивого управления рыболовством и природоохранных мер.