Рыбы могут частично адаптироваться к потеплению океана, но не к экстремальной жаре
Рыбы способны приспосабливаться к более высоким температурам океана, но волны жары по-прежнему могут убивать их. К такому выводу пришла международная группа исследователей из Швеции, Норвегии и Австралии в статье, опубликованной на этой неделе в Nature Communications.
"Вид может адаптироваться и хорошо расти в более теплых водах, но как только наступает сильная жара, температура воды может достичь смертельного уровня и убить их", — пояснил старший автор исследования Фредрик Ютфельт, доцент биологии Норвежского университета естественных и технических наук.
Уникальная природная лаборатория
Ютфельт и его коллеги изучали европейского окуня, обитающего в уникальном замкнутом бассейне с теплой водой у побережья Швеции — Forsmark Biotest Enclosure. Это искусственный бассейн площадью 1 км², созданный 30 лет назад как открытая лаборатория: теплая вода с близлежащей АЭС Форсмарк поступает в изолированный бассейн.
В результате вода в нем на 5–10 °C теплее, чем в окружающем Балтийском море, но при этом сохраняет естественные суточные и сезонные колебания. Это дает исследователям возможность заглянуть в будущее и увидеть, что может произойти с рыбами в более теплом мире.
"Пластичный пол": адаптация метаболизма
В экспериментах 2012–2013 годов ученые сравнивали окуней из биотеста с окунями извне, помещая последних в резервуары с теплой водой из бассейна, чтобы отследить изменения скорости метаболизма.
Оказалось, что скорость основного обмена у рыб из биотеста была ниже, чем у окуней извне. Это показало, что рыбы в бассейне смогли со временем адаптировать свой метаболизм к постоянно более высоким температурам.
"Когда мы быстро нагревали контрольных окуней, их скорость основного обмена резко возрастала, тогда как у рыб из биотеста она оставалась значительно ниже при той же температуре", — отметил Тимоти Кларк, старший научный сотрудник Университета Тасмании.
Исследователи описали эту метаболическую адаптацию как "пластичный пол", подразумевая определенную гибкость в приспособлении основного обмена к теплу.
...но "бетонный потолок": предел выживания
Однако рыбы из бассейна не смогли аналогичным образом изменить свою устойчивость к экстремальным температурам.
Например, окуни, живущие в Балтике вне бассейна, могли выживать при температурах на 10 °C выше, чем привычные для них летние температуры воды.
Рыбы внутри биотеста, хотя и адаптировались к гораздо более теплой воде, чем балтийские, могли выжить лишь при температурах на 4,6 °C выше их привычной летней среды. Ученые назвали это явление "бетонным потолком", поскольку рыбы из бассейна не смогли значительно повысить свой максимальный температурный порог по сравнению с сородичами из Балтики.
"Даже несмотря на то, что эти рыбы находились там как минимум всю свою жизнь, если не поколения, произошло очень мало изменений в смертельной температуре, которую они могут переносить", — сказал Ютфельт. — "Они почти полностью адаптировали свою базовую физиологию к более высоким температурам. Но их толерантность к смертельным температурам изменилась очень мало".
Другими словами, рыбы живут очень близко к своему смертельному пределу. "У них очень небольшой запас безопасности до летальной температуры", — добавил он.
Слабое звено в адаптации к изменению климата
Ютфельт назвал эту ограниченную способность адаптироваться к более высоким максимальным температурам потенциальным "слабым звеном" в способности рыб приспосабливаться к изменению климата.
"Главная проблема будет не с темпами роста и обычной повседневной жизнью, а с короткими периодами сильной жары", — пояснил он.
Если это открытие справедливо и для других видов рыб, то популяции в северных озерах или океане могут казаться здоровыми даже при росте температуры воды. Но если вода станет слишком теплой из-за сильной волны жары, эти, казалось бы, хорошо адаптированные рыбы могут погибнуть.
"Мы думаем, что это может быть важно для рыб в целом — тот факт, что они, возможно, не способны повысить свою устойчивость к максимальным температурам. Мы полагаем, что это может стать узким местом для выживания", — заключил Ютфельт.
С этим согласен и первый автор работы Эрик Сандблом из Департамента биологических и экологических наук Гётеборгского университета: "В будущем с более теплым климатом и экстремальной погодой рыбам будет сложнее выживать".