Некоторые рыбы адаптируются к изменению температуры воды быстрее других
При повышении температуры воды в их среде обитания данио-рерио, трёхиглая колюшка и речная камбала адаптируются быстрее, чем губан-рябчик, обитающий в более глубоких водах.
К такому выводу пришло исследование под руководством Жереми Де Бонвиля, преподавателя и докторанта кафедры биологических наук Университета Монреаля под руководством профессоры Сандры Биннинг.
Его результаты, основанные в основном на наблюдениях во время стажировок в Скандинавии, недавно были опубликованы в Journal of Thermal Biology.
Из моря в лабораторию
Термическая акклиматизация — это способность организма приспосабливаться к воздействию тепла. Чтобы изучить её у рыб, Де Бонвиль начал с наблюдения за данио-рерио (Danio rerio) в лаборатории во время стажировки в Норвежском университете естественных и технических наук.
Затем он продолжил свои исследования в Морском исследовательском центре Кристинеберг в Швеции, где изучал образцы трёх видов, которых поймал сам: трёхиглой колюшки (Gasterosteus aculeatus), губана-рябчика (Ctenolabrus rupestris) и речной камбалы (Platichthys flesus).
«Эти виды происходят из разных сред, — сказал Де Бонвиль. — Первые два живут в мелких прибрежных водах, на глубине одного-двух метров, в то время как губан-рябчик обитает в более глубоких водах, где температуры более стабильны».
Измерение максимальной термотолерантности
Чтобы оценить термоустойчивость рыб, Де Бонвиль и его скандинавские коллеги помещали их в аквариумы и постепенно повышали температуру воды «на 0.3°C в минуту, пока рыба не теряла равновесие и не переворачивалась на бок», — сказал Де Бонвиль. — Затем мы возвращали её в более прохладную воду, и она восстанавливала нормальное состояние примерно в течение 30 минут».
Используя этот метод, исследователи смогли определить максимальную температуру, которую может выдержать рыба, и как её термоустойчивость меняется со временем. «Наша гипотеза заключалась в том, что рыба, привыкшая к воде 20°C, может выдержать максимум, скажем, 35°C, но если она акклиматизируется к воде 25°C, то её максимальная устойчивость может повыситься и достичь 38°C», — пояснил Де Бонвиль.
Затем исследовательская группа подвергала особей каждого вида повышению температуры на 5°C и измеряла их максимальную термотолерантность через три, шесть и 24 часа, а затем через четыре, 10 и 21 день.
Разные стратегии для разных мест обитания
Результаты показывают, что рыбы из мелководья, такие как трёхиглая колюшка и данио-рерио, быстрее адаптируются к изменениям температуры. «Термоустойчивость этих двух видов изменилась всего за три часа, — сказал Де Бонвиль. — Колюшка достигла наивысшей устойчивости: 34.2°C, что на 1.4°C выше её исходного уровня».
Губан-рябчик акклиматизировался через шесть часов и повысил свою термоустойчивость на 2.8°C до 31.7°C, но не достиг устойчивого состояния даже через 10 дней.
Камбала акклиматизировалась медленнее всех, ей потребовалось четыре дня, чтобы повысить свою устойчивость на 1.2°C, также до 31.7°C.
Эти два последних вида также используют другие стратегии для борьбы с повышением температуры воды. «Камбала может зарываться в песок, чтобы избежать жары, в то время как губан-рябчик предпочитает перемещаться в более холодные, глубокие воды, — сообщил Де Бонвиль. — Такое поведение позволяет им избегать слишком тёплой воды, а не акклиматизироваться к ней».
В случае с данио-рерио, которые родом из рек Индии, термоустойчивость как молоди, так и взрослых особей менялась быстро, в течение трёх часов, и их акклиматизация завершалась всего за четыре дня.
Ценные выводы
Учитывая эти выводы, можно ли заключить, что рыбы смогут адаптироваться к глобальному потеплению легче, чем считалось ранее?
«Мы ещё не достигли этого, — предостерег Де Бонвиль. — Наши результаты дают представление о стратегиях, которые могут использовать некоторые виды в зависимости от их естественной среды: одни полагаются на быструю физиологическую акклиматизацию, другие — на поведение избегания».
Де Бонвиль также отметил, что другие факторы окружающей среды, такие как наличие паразитов, также могут влиять на способность рыб к акклиматизации.
В настоящее время он работает со студенткой магистратуры Андреа Серр на биологической исследовательской станции Университета Монреаля в Лоранах над её исследовательским проектом по солнечным окуням.
«Мы изучаем, как паразиты влияют на их способность адаптироваться к изменениям температуры», — сказал он.
«Предварительные результаты интересны: популяции, живущие в озере, свободном от паразитов, акклиматизируются быстрее и могут выдерживать более высокие температуры, чем те, что живут в озёрах, где паразиты присутствуют».