Влияние потепления океана на рост, метаболизм и активность генов у новорожденных рыбок-клоунов
Будущее потепление океана и морские тепловые волны могут повлиять на рост и развитие рыб-клоунов на самых ранних этапах жизни, как показывает новое исследование, опубликованное в Science of The Total Environment.
Команда морских биологов из Окинавского института науки и технологий (OIST) выращивала этих знаковых рыб коралловых рифов в неволе при температурах воды 28°C или 31°C. Температура 28°C соответствует текущим летним температурам морской воды на Окинаве, а 31°C достигается во время современных морских тепловых волн и соответствует прогнозам МГЭИК о потеплении на 3°C к 2100 году.
Ученые изучали рыбу-клоуна Amphiprion ocellaris в течение 20 дней после вылупления — критического периода развития, мало изученного в контексте изменения климата. Они обнаружили, что в более теплых условиях личинки росли быстрее, имели более высокие метаболические показатели и демонстрировали изменения в активности определенных генов.
В течение первых 20 дней рыбы-клоуны проходят семь стадий развития. В исследовании ученые измеряли личинок и обнаружили, что особи, выращенные при 31°C, достигали ключевых этапов развития (например, метаморфоза) примерно на два дня раньше, чем при 28°C. Их средние метаболические показатели также были выше, что, вероятно, стимулировало ускоренный рост.
Однако прогнозировать влияние ускоренного развития на выживаемость сложно. С одной стороны, сокращение уязвимого личиночного периода может повысить шансы на выживание. С другой — это может ухудшить эффективность расселения на новые рифы и способность потреблять достаточно пищи для покрытия возросших энергетических потребностей.
Исследователи также изучили активность генов на каждой стадии развития. При температуре 31°C активность более 450 генов на каждой стадии либо увеличивалась, либо уменьшалась. С самых ранних стадий была повышена активность генов, связанных с тепловым стрессом. На седьмой стадии наблюдалось снижение активности генов, участвующих в нейротрансмиссии, что потенциально может влиять на поведение.
Кроме того, были получены свидетельства того, что более высокая температура изменяет эпигеном рыб-клоунов. У особей, выращенных при 28°C, гены, участвующие в эпигенетической модификации, были высокоактивны на третьей и шестой стадиях. При 31°C такой активности не наблюдалось, что указывает на возможное снижение этих модификаций при потеплении.
Это может иметь важные последствия, поскольку эпигенетические изменения, заложенные на ранних стадиях развития, влияют на то, как взрослые особи реагируют на изменения и стрессы в окружающей среде.