Що мешкають в пустелях риби вміють затримувати дихання на п`ять годин
Крихітні рибки з сімейства карпозубових, які мешкають в теплих водоймах поблизу Долини Смерті в Каліфорнії, вміють затримувати дихання на п`ять годин. Це з`ясували зоологи з університету Невади в рамках свого нового дослідження.
Згідно з доповіддю, представленому вченими на щорічних зборах по експериментальної біології Американського фізіологічного спільноти, унікальна здатність карпозубових є прикладом вражаючою адаптації до швидко мінливих умов середовища.
Популяція пустельних карпозубіков знаходиться під загрозою зникнення (фото Joel Sartore / CC).
Провідні автори дослідження Франк ван Брёкелен (Frank van Breukelen) і Стенлі Хіллярд (Stanley Hillyard) вирішили з`ясувати, як зникаючі види карпозубових пристосувалися до виживання за останні 10 тисяч років, що є, по суті, досить коротким терміном. За цей час, за словами зоологів, прохолодні великі озера перетворилися на серію невеликих басейнів з температурою, що досягає 35 ° C - майже як в теплій ванні або джакузі.
"Ми вивчили уважно еволюційну історію цих рибок і зрозуміли, що ще зовсім недавно вони жили в холодних умовах. Всього за 10 тисяч років середовище їхнього життя різко змінилася", - Розповідає ван Брёкелен.
На зміни в навколишньому середовищі карпозубовие відреагували поведінковими змінами: вони стали менше часу проводити на мілководді, де температура вище, заглядаючи туди лише в період розмноження. У теплій воді рибкам доводиться не солодко, і тому вони знайшли особливий спосіб пристосування до умов, що змінилися середовища - анаеробне дихання. В цьому випадку для окислення використовується не кисень, а інші речовини (тобто риба фактично затримує дихання).
Властивість, яке іхтіологи виявили у карпозубових рибок, в науці називається фізіологічною пластичністю. Прикладів тому в царстві тварин і рослин чимало. Фізіологічно пластичними вважаються ті види, які пристосовуються до зимівлі, а також тварини, які їдять своїх братів і сестер, коли не вистачає ресурсів на всіх, щоб вижити.
У випадку з пустельними карпозубікамі (Cyprinodon macularius), яких вивчали ван Брёкелен і його колеги, фізіологічна пластичність проявляється в умінні "затримувати дихання" на тривалий термін (а точніше, чергувати в теплій воді аеробне і анаеробне дихання).
Раніше карпозубікі проживали в прохолодних водоймах, але всього за 10 тисяч років їх температура підвищилася майже до 35 ° C (фото Frank van Breukelen).
Чому ж представники виду C. macularius відчувають себе в теплій воді, м`яко кажучи, некомфортно? В організмах цих риб в звичайних умовах відбувається розпад вдихуваного кисню, за рахунок чого генерується енергія. Однак при високих температурах цей процес може бути небезпечним для карпозубіков, оскільки разом з енергією відбувається генерація вільних радикалів - хімічно активних молекул, які ушкоджують білки, клітинні мембрани і ДНК.
Під час тривалого анаеробного періоду організм C. macularius генерує етанол, який також в процесі розпаду забезпечує організм енергією без потреби робити додатковий вдих. Більш того, обмін речовин під час затримки дихання розганяється в 15 разів у порівнянні зі звичайними умовами, що дозволяє виробляти енергію швидше і виживати навіть в екстремальних умовах.
"Іноді організмам доводиться вибирати менше з двох зол, хоча і це менше не завжди виявляється ідеальним варіантом. Ми вважаємо, що процес зміни аеробного і анаеробного дихання все ж завдає певний збиток організму риби, наприклад, скорочуючи термін її життя", - Пояснює ван Брёкелен в прес-релізі.
Іноді процес затримки дихання може тривати у пустельних рибок до п`яти годин.
Додамо, що скорочення часу перебування в місцях нересту, призводить до скорочення шлюбного періоду і майже завжди веде до жахливих наслідків для популяції виду. Для карпозубових така поведінка і зовсім небезпечно, оскільки вони тепер постраждали від руйнувань їх місць проживання і конкуренції з завезеними видами.
Незрозуміло, чи врятує надзвичайне прояв фізіологічної пластичності пустельних карпозубіков як вид, проте ясно, що вони досить добре пристосувалися до вже сформованим умовам середовища. Якщо ж температури водойм і далі продовжать підвищуватися, крихітні рибки на цей раз можуть і не знайти для себе належних умов для виживання, б`ють на сполох екологи.
