Камни во внутренних ушах рыб нарастают, как годичные кольца деревьев, и рассказывают о трудностях жизни
Морским биологам всегда было интересно изучать способы, какими животные приспосабливаются к среде обитания. Климатические изменения лишь повысили важность проблематики.
У рыб в головах есть своего рода «камни», и учёные могут их проанализировать, как годичные кольца деревьев. Отолиты («ушные камни») есть в вестибулярном аппарате и у людей, но у нас это микроскопические кристаллы карбоната кальция в преддверии внутреннего уха. Отолиты у рыб намного крупнее — это белые твёрдые образования в головах подавляющего большинства видов, кроме акул и скатов. Отолиты обеспечивают рыбам ощущение расположения в пространстве во многом так же, как внутреннее ухо обеспечивает равновесие у человека. А также отолиты улучшают у рыб слух.
Новое исследование биологов опубликовали в журнале Nature Communications. Учёные нашли способ расшифровать химический состав в рыбьих отолитах, чтобы оценить условия развития животных.
Для животных потепление окружающей среды действует подобно инфляции на экономику. Рост цен означает, что коммунальные услуги и еда требуют всё больших затрат из семейного бюджета, оставляя меньше денег на всё то, что не относится к товарам первой необходимости. Мы уже приводили на нашем сайте историю гибели 10 миллиардов крабов у берегов Аляски из-за потепления средней температуры всего на 3 градуса Цельсия. Людям, живущим в северных широтах, труднее понять этот механизм, но если представить, что летом потеплело с 30 градусов до 33, а кондиционер и холодильник сломались… В общем, чем теплее в морях и океанах, тем больше энергии требуется большинству их обитателей, в том числе пищи и кислорода, для жизненно важных функций: дыхания и перемещения в пространстве. А на рост и размножение сил остаётся уже меньше.
Однако колебания температур влияют на разные виды животных неодинаково. Если продолжать аналогию с экономикой, то более обеспеченным за счёт денежных резервов легче сгладить трудности инфляции. А морские животные в смысле потепления отличаются тем, насколько близко каждый конкретный биологический вид оказывается к индивидуальному энергетическому пределу.
Морские создания могут наращивать скорость своего обмена веществ (метаболизм), чтобы компенсировать затраты на существование в потеплевших водах. Но лишь тогда, когда температура более или менее близка к приемлемой для того или иного вида. Но есть и такие, кто из-за потепления окружающей среды оказываются ближе к «потолку» для развития и продолжения рода.
Таким менее удачливым животным приходится направлять основные жизненные силы на поддержание первостепенного, урезая ресурсы для роста. Повышение температуры так воздействует не обмен веществ, что вынуждает виды либо как-то приспосабливаться, либо переселяться в новые места, а в крайнем случае — вымирать.
Для учёных измерить показатели всех энергетических затрат дикой фауны — непростая задача. К счастью для науки, в организме можно отыскать химические следы метаболических процессов.
И это то, почему здесь упомянуты факты из школьной программы о том, что такое отолиты. Оказывается, наслоения по мере роста рыбьих отолитов очень похожие на годичные кольца, хорошо видные на спиле деревьях, и эти твёрдые образования свидетельствуют о возрасте рыб. В Университете Саутгемптона, Англия, разработали методику химического анализа отолитов.
Различные формы кислорода (изотопы) в отолите указывают на температуру, в которой рыба пребывала при жизни. А изотопы углерода демонстрируют скорость, с которой шло преобразование пищи в энергию. Как пошутил профессор морской биологии Саутгемптонского университета Клайв Труман, «рыбы носят свои фитнес-трекеры в ушах».
Изучение климатической тематики подскажет, над какими животными нависает наибольшая угроза. Например, молодняк, которому нужно поскорее вырасти, набраться сил и успешнее убегать от хищников, может оказаться наиболее уязвимым из-за повышения температуры в морях.
Опытным примером для новой методики послужил атлантический голубой тунец. Эти рыбы могут достигать двух метров в длину и плавать со скоростью до 65 км/ч. У них также быстрый обмен веществ, благодаря которому они себя чувствуют в менее тёплых водах лучше, чем другие виды тунца.
Нарастающий вылов ещё в 20-м веке уменьшил популяцию атлантического голубого тунца. Тогда власти некоторых стран принялись контролировать рыболовство, и так удалось восстановить численность этого вида в северной Атлантике. В результате косяки голубого тунца снова расплодились вблизи Британских островов и берегов Северной Европы.
Голубой тунец мечет икру и в западной, в восточной Атлантике. Однако у двух этих популяций в результате нереста — разные темпы прироста.
Доля зрелых особей на западе, в Мексиканском заливе, с годами уменьшалась. Сравнение показало, что из года в год до зрелого возраста доживает больше тунцов восточного (средиземноморского) происхождения.
Исследователи стремились ответить на вопрос, вызваны ли эти различия температурой вод. И выяснили, что скорость метаболизма молодого тунца достигает максимума примерно при 28 °C. А если воды теплее, обмен веществ снижается, так как их организму приходится преодолевать энергозатраты для более «жаркой» жизни.
В тех местах Мексиканского залива, где тунцы нерестятся и развивается их молодь, вода нередко теплее 28 °C. Да, там всегда было теплее, чем в Средиземном море. Но потепление последних лет привело к тому, что среда обитания, где прохладнее пороговых 28 °C, всё сжимается. Так, температура моря у берегов штата Флорида в июне 2023 года превысила 36 °C.
Так что медленное восстановление численности западного тунца можно объяснить чересчур тёплыми водами, которые влияют на рост молоди тунца в худшую сторону. Напротив, на большей части Средиземноморья и поныне температура вод летом — прохладнее 28 °C.
Морские биологи сделали вывод, что в восточной части Средиземного моря оптимальный для тунца температурный порог в 28 °C нарушится в течение 50 лет. За минувшие два года синоптики уже фиксировали, как средние температуры вод в Средиземноморье уже приближались к рубежу в 28 °C.
У рыб в головах есть своего рода «камни», и учёные могут их проанализировать, как годичные кольца деревьев. Отолиты («ушные камни») есть в вестибулярном аппарате и у людей, но у нас это микроскопические кристаллы карбоната кальция в преддверии внутреннего уха. Отолиты у рыб намного крупнее — это белые твёрдые образования в головах подавляющего большинства видов, кроме акул и скатов. Отолиты обеспечивают рыбам ощущение расположения в пространстве во многом так же, как внутреннее ухо обеспечивает равновесие у человека. А также отолиты улучшают у рыб слух.
Новое исследование биологов опубликовали в журнале Nature Communications. Учёные нашли способ расшифровать химический состав в рыбьих отолитах, чтобы оценить условия развития животных.
Для животных потепление окружающей среды действует подобно инфляции на экономику. Рост цен означает, что коммунальные услуги и еда требуют всё больших затрат из семейного бюджета, оставляя меньше денег на всё то, что не относится к товарам первой необходимости. Мы уже приводили на нашем сайте историю гибели 10 миллиардов крабов у берегов Аляски из-за потепления средней температуры всего на 3 градуса Цельсия. Людям, живущим в северных широтах, труднее понять этот механизм, но если представить, что летом потеплело с 30 градусов до 33, а кондиционер и холодильник сломались… В общем, чем теплее в морях и океанах, тем больше энергии требуется большинству их обитателей, в том числе пищи и кислорода, для жизненно важных функций: дыхания и перемещения в пространстве. А на рост и размножение сил остаётся уже меньше.
Однако колебания температур влияют на разные виды животных неодинаково. Если продолжать аналогию с экономикой, то более обеспеченным за счёт денежных резервов легче сгладить трудности инфляции. А морские животные в смысле потепления отличаются тем, насколько близко каждый конкретный биологический вид оказывается к индивидуальному энергетическому пределу.
Морские создания могут наращивать скорость своего обмена веществ (метаболизм), чтобы компенсировать затраты на существование в потеплевших водах. Но лишь тогда, когда температура более или менее близка к приемлемой для того или иного вида. Но есть и такие, кто из-за потепления окружающей среды оказываются ближе к «потолку» для развития и продолжения рода.
Таким менее удачливым животным приходится направлять основные жизненные силы на поддержание первостепенного, урезая ресурсы для роста. Повышение температуры так воздействует не обмен веществ, что вынуждает виды либо как-то приспосабливаться, либо переселяться в новые места, а в крайнем случае — вымирать.
Для учёных измерить показатели всех энергетических затрат дикой фауны — непростая задача. К счастью для науки, в организме можно отыскать химические следы метаболических процессов.
И это то, почему здесь упомянуты факты из школьной программы о том, что такое отолиты. Оказывается, наслоения по мере роста рыбьих отолитов очень похожие на годичные кольца, хорошо видные на спиле деревьях, и эти твёрдые образования свидетельствуют о возрасте рыб. В Университете Саутгемптона, Англия, разработали методику химического анализа отолитов.
Различные формы кислорода (изотопы) в отолите указывают на температуру, в которой рыба пребывала при жизни. А изотопы углерода демонстрируют скорость, с которой шло преобразование пищи в энергию. Как пошутил профессор морской биологии Саутгемптонского университета Клайв Труман, «рыбы носят свои фитнес-трекеры в ушах».
Изучение климатической тематики подскажет, над какими животными нависает наибольшая угроза. Например, молодняк, которому нужно поскорее вырасти, набраться сил и успешнее убегать от хищников, может оказаться наиболее уязвимым из-за повышения температуры в морях.
Опытным примером для новой методики послужил атлантический голубой тунец. Эти рыбы могут достигать двух метров в длину и плавать со скоростью до 65 км/ч. У них также быстрый обмен веществ, благодаря которому они себя чувствуют в менее тёплых водах лучше, чем другие виды тунца.
Нарастающий вылов ещё в 20-м веке уменьшил популяцию атлантического голубого тунца. Тогда власти некоторых стран принялись контролировать рыболовство, и так удалось восстановить численность этого вида в северной Атлантике. В результате косяки голубого тунца снова расплодились вблизи Британских островов и берегов Северной Европы.
Голубой тунец мечет икру и в западной, в восточной Атлантике. Однако у двух этих популяций в результате нереста — разные темпы прироста.
Доля зрелых особей на западе, в Мексиканском заливе, с годами уменьшалась. Сравнение показало, что из года в год до зрелого возраста доживает больше тунцов восточного (средиземноморского) происхождения.
Исследователи стремились ответить на вопрос, вызваны ли эти различия температурой вод. И выяснили, что скорость метаболизма молодого тунца достигает максимума примерно при 28 °C. А если воды теплее, обмен веществ снижается, так как их организму приходится преодолевать энергозатраты для более «жаркой» жизни.
В тех местах Мексиканского залива, где тунцы нерестятся и развивается их молодь, вода нередко теплее 28 °C. Да, там всегда было теплее, чем в Средиземном море. Но потепление последних лет привело к тому, что среда обитания, где прохладнее пороговых 28 °C, всё сжимается. Так, температура моря у берегов штата Флорида в июне 2023 года превысила 36 °C.
Так что медленное восстановление численности западного тунца можно объяснить чересчур тёплыми водами, которые влияют на рост молоди тунца в худшую сторону. Напротив, на большей части Средиземноморья и поныне температура вод летом — прохладнее 28 °C.
Морские биологи сделали вывод, что в восточной части Средиземного моря оптимальный для тунца температурный порог в 28 °C нарушится в течение 50 лет. За минувшие два года синоптики уже фиксировали, как средние температуры вод в Средиземноморье уже приближались к рубежу в 28 °C.
- Дмитрий Ладыгин
- wikimedia.org; nature.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Как на ладони: Обнаружен морской гигант, который виден из космоса
Мегакоралл у Соломоновых островов оказался самым крупным животным Земли....
Спасти планету сможет… африканский червь
В Кении найдено насекомое с удивительными способностями....
Забудьте всё, что вы знали о Луне
Новая теория предлагает в корне иное происхождение ночного светила....
Главная тайна Седьмой планеты разгадана через 38 лет
Уран оказался не таким уж странным, как думали ученые....
80 000 лет жизни: какие тайны скрывает самое древнее и большое существо на планете?
Залог невероятного долголетия и удивительного выживания обнаружили учёные....
Раскрыт секрет идеального женского тела?
Оказывается, дело вовсе не в соотношении талии и бедер....
«Орешник», «Бук» и «Тополь»: искусный нейминг от российских военных конструкторов
Наука как сбить Запад с толку....
Янтарь из недр Антарктиды раскрыл тайны тропических лесов
Застывшая смола возрастом 90 млн лет как часть исчезнувшей экосистемы....
Саблезубый котёнок томился во льдах Якутии 35 тысяч лет
Благодаря находке стало известно, что сородичи пушистика обитали в столь холодных местах....
Ученая вылечила свой рак вирусами собственного производства
Если человек хочет жить — медицина бессильна....
Носи умные очки или увольняйся!
Amazon планирует заставить всех курьеров носить этот электронный прибор....
Разгадано учеными: почему города разрушают сердце и разум
Причины, которые нашли исследователи, вас удивят....
Почти бессмертные существа помогут человечеству покорить глубокий космос
Ученым, наконец, удалось «взломать» код поразительной живучести тихоходок....
Турбулентность отменяется! А пилоты-люди вообще будут не нужны
Искусственный интеллект может в корне изменить авиацию....
Надеялись на Беса: древние египтянки при беременности хлебали галлюциногенные смеси
Думали, что божок с двусмысленным для нас именем убережёт....
Чудо в перьях: Робот-голубь «упорхнёт» от радиолокации
Изобретение грозит новой гонкой вооружений....