Рыбы в ответ на атаку хищника удваивают скорость роста

Учёные давно знали, что некоторые рыбы, чувствуя, как хищники поедают особей их вида, пытаются покинуть опасное место и уплыть в более безопасные воды. Это разумное поведение — именно то, что можно ожидать в результате эволюции.

Теперь группа из Университета Висконсин–Мэдисон показала второй, столь же логичный результат эволюционного давления, называемого хищничеством: ускоренный рост у выживших рыб.

Крупную рыбу хищнику сложнее съесть, объясняет руководитель лаборатории Теренс Барри, старший научный сотрудник в области зоотехнии.

Открытие, опубликованное онлайн в Journal of Fish Biology, стало результатом попытки Барри извлечь максимум из неудачной ситуации. Он пытался использовать новый метод выращивания личинок жёлтого окуня, которых трудно разводить, и у него в аквариуме было 2000 мелких рыб весом 2 грамма. Окуни были готовы к продаже, но примерно у половины был дефект позвоночника, вероятно, из-за недостатка питания, и Барри решил скормить этих рыб нескольким крупным судакам, которых они выращивали.

Далее процесс был стандартным для аквакультуры. Однако затем произошло нечто нестандартное. Через три недели студент сообщил, что не съеденные окуни были примерно вдвое крупнее ожидаемого размера.

Пакой Янг, работавшая в лаборатории по университетской программе PEOPLE, провела эксперимент. В одном тесте запахи от судака, поедающего жёлтого окуня, поступали в другой аквариум с молодью жёлтого окуня — и эти рыбы росли быстрее.

Причиной должно было быть что-то в воде, говорит Барри, но не просто присутствие судака, поскольку ускоренный рост происходил только тогда, когда судак ежедневно поедал окуня, и окунь с судаком имели общее водоснабжение.

Дальнейшее исследование показало, что причиной является феромон, который может высвобождаться из кожи окуня, фекалий или мочи судака или даже гормонов стресса, попадающих от окуня в воду. Феромоны — это химические вещества, вызывающие специфические поведенческие изменения, обычно в низких дозах, у организмов, которые их чувствуют.

Это открытие дополняет картину «сигнальных веществ», переносимых водой и высвобождаемых во время хищничества. Ранее было известно, что они могут заставлять рыб-жертв разбегаться, а в случае одного вида карпа — расти слишком широкими, чтобы поместиться в пасть хищника. Теперь же выяснилось, что вещество вызывает ускоренный рост в длину и весе.

«Никто не показывал, что рыбы будут расти крупнее, и это было потрясающе, но всё же это был всего один эксперимент», — говорит Барри. Поэтому они провели пять вариантов опыта и увидели более или менее то же самое.

Рост окуня ускорялся, даже если судак питался толстоголовыми гольянами. Однако это явление не наблюдалось у судака, на которого охотился северная щука, возможно, потому что судак реже становится жертвой хищников, чем окунь.

Эксперименты не доказывают эволюционную основу явления, но и бегство, и рост до слишком крупных для хищника размеров имеют смысл с точки зрения выживания вида, отмечает Барри.

«В воде выжившие окуни растут вдвое быстрее, потому что чувствуют запах, сигнализирующий о присутствии хищников», — говорит он. Известно, что химическая коммуникация широко распространена у рыб. Когда самец чувствует запах готовой к нересту самки, у него происходит выброс гипофизарного гормона гонадотропина, который связывается с семенниками, заставляя их производить тестостерон, что приводит к выработке спермы. Учёные предполагают, что здесь может происходить нечто подобное, когда ростостимулирующий феромон вызывает выброс гипофизарного гормона роста.

Барри отмечает, что жёлтый окунь растёт слишком медленно, чтобы интересовать большинство рыбоводческих хозяйств, но «если мы сможем ускорить рост, это имеет большой коммерческий потенциал». Он подал заявку в Исследовательский фонд выпускников Висконсина на использование феромонов для увеличения роста рыб; ожидается подача патента.

Барри, аспирант Пол Хоппе и коллеги выдвигают гипотезу, что химическим сигналом может быть хондроитинсульфат.

Обнаружение такой реакции «стимул-ответ» удовлетворительно, поскольку ответ так логичен, говорит Барри. «Мы не искали это явление, но мы знаем, что под водой химические вещества распространяются дальше, чем свет. Рыбы не могут выжить без химической коммуникации».