Лососевая муха может адаптироваться к потеплению горных ручьев
Изменение климата повышает температуру и меняет характеристики горных ручьев по всему миру. Судьба многих горных организмов зависит от их способности адаптироваться и эволюционировать, чтобы избежать вымирания.
Исследование, опубликованное в Journal of Experimental Biology, приблизило ученых из Университета Монтаны к пониманию того, как лососевая муха (salmonfly) может реагировать на потепление пресноводных экосистем.
Популяции водных насекомых могут реагировать на изменение климата несколькими способами: смещением ареала, эволюцией новой физиологии и поведения, физиологической и поведенческой пластичностью или вымиранием.
Почему лососевая муха?
- Это важная часть пищевой сети, источник энергии для рыб.
- Обладает множеством жабр, что важно для физиологических измерений газообмена.
Исследователи сосредоточились на физиологической и поведенческой пластичности. В ходе шестинедельного эксперимента они измеряли изменения в росте, выживаемости и дыхательных характеристиках личинок (nymphs) в различных комбинациях температуры и растворенного кислорода. Повышение температуры увеличивает метаболическую потребность организма в кислороде, что может привести к его нехватке.
Ключевые результаты:
- Выживаемость была лишь немного ниже для личинок в более теплой воде.
- Личинки, акклиматизировавшиеся к теплу, не показали изменений в подвижности.
- Личинки, акклиматизировавшиеся к воде с низким содержанием кислорода, начинали терять подвижность и координацию при более высоких температурах, чем обычно. Способность нормально двигаться — важный показатель температурной толерантности, так как позволяет избегать хищников.
Результаты показывают, что личинки лососевой мухи могут обладать достаточной адаптивной пластичностью систем поглощения и доставки кислорода, чтобы выжить при некоторых изменяющихся условиях в их среде обитания.
Дальнейшие измерения чувствительности метаболизма к кислороду и структуры жабр подтвердили, что повышение температуры и низкий уровень кислорода могут взаимодействовать, увеличивая риски для здоровья водных насекомых. Однако физиологическая пластичность дыхательных систем может частично компенсировать эти риски.
Проще говоря: акклиматизация может позволить лососевой мухе, крупнейшей веснянке Монтаны, сохраняться в более теплых ручьях дольше, чем ожидалось ранее.
Физиологическая пластичность может быть ключевым механизмом устойчивости популяций к изменению климата. Однако оценить ее потенциал сложно, так как она может проявляться одновременно для множества признаков на разных уровнях биологической организации.
«Модели, предсказывающие будущее горных ручьев, хороши настолько, насколько хороши данные, которые мы в них закладываем. Данные о физиологических реакциях на уровне особи могут значительно улучшить модели, особенно когда мы измеряем неожиданные реакции», — отмечает Рэйчел Мэлисон.
Для получения более экологически релевантной информации о том, в какой степени акклиматизация позволит видам сохраняться в условиях изменения климата, необходимы дополнительные исследования большего числа видов на более длительных временных масштабах.