Синие крабы более устойчивы к низкому содержанию кислорода, чем считалось ранее
Новое исследование, проведенное учеными из Виргинского института морских наук (William & Mary), показывает, что взрослые синие крабы (Callinectes sapidus) гораздо более устойчивы к гипоксическим условиям (с низким содержанием кислорода), чем предполагалось ранее.
Результаты, основанные на экспериментах с использованием высокотехнологичных компьютерных респирометров, противоречат более ранним исследованиям способности этих ракообразных функционировать в бедных кислородом водах. Это помогает объяснить ранее существовавшую экологическую загадку.
Ведущий автор Рич Брилл отмечает, что представление об относительно низкой устойчивости синих крабов к гипоксии было нелогичным, поскольку этот вид часто обитает в эстуарных средах, которые могут становиться гипоксичными даже без антропогенного воздействия.
Исследование было предпринято на фоне растущей обеспокоенности снижением уровня кислорода в прибрежных водах по всему миру и влиянием расширяющихся «мертвых зон» на популяции и управление запасами синих крабов и других прибрежных морских организмов. Работа опубликована в октябрьском номере Journal of Experimental Marine Biology and Ecology.
Методология: автоматизированная респирометрия
Исследователи использовали метод автоматизированной интермиттирующей проточной респирометрии. Отдельных крабов помещали в закрытую камеру, а их потребление кислорода измеряли каждую секунду с помощью волоконно-оптических и флуоресцентных датчиков. Автоматизация позволила собирать данные круглосуточно в течение нескольких дней, начиная испытания в условиях гипоксии только после полного исчезновения стресса от пересадки краба.
Ключевые результаты
- Вопреки предыдущим исследованиям, синие крабы оказались «кислородными регуляторами». Они способны поддерживать постоянную скорость аэробного метаболизма до достижения критического уровня кислорода (Pcrit), а не снижать метаболизм вслед за падением кислорода в воде («кислородные конформеры»).
- Значение Pcrit варьировало в зависимости от
метаболического состояния краба:
- При 62°F (17°C) и 72°F (22°C) Pcrit составлял менее 2 мг O₂/л.
- При 82°F (28°C), а также у недавно накормленных крабов и крабов, зараженных паразитом Hematodinium perezii, Pcrit~ повышался до 2–3 мг O₂/л.
- Синие крабы способны выживать при умеренных температурах воды при уровне кислорода всего 1.3 мг/л (около 15% от насыщения).
- Скорость метаболизма крабов резко возрастала с температурой:
- Удвоение при повышении с 62°F до 72°F.
- Увеличение почти в 6 раз при повышении с 72°F до 82°F.
- Метаболические rates накормленных или зараженных особей более чем вдвое превышали показатели голодных и здоровых крабов при 72°F.
Влияние изменения климата
Повышение температуры воды в условиях глобального потепления представляет угрозу. Поскольку метаболизм крабов и их Pcrit растут с температурой, прогнозируемое потепление Чесапикского залива на 3.5–9°F (~2–5°C) к 2070 году усугубит воздействие гипоксии на популяцию синих крабов.