Влияние потепления океанов на тропических рыб
В 2016 году температура океана резко возросла, что привело к гибели кораллов Большого Барьерного рифа в Австралии. По мере того как частота, продолжительность и интенсивность морских тепловых волн увеличиваются из-за антропогенного изменения климата, учёные ещё не до конца понимают физиологические, поведенческие и долгосрочные последствия для диких популяций рыб.
Исследователи из Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) совместно с учёными из ARC Centre of Excellence for Coral Reef Studies, James Cook University и University of Hong Kong изучили паттерны экспрессии генов у пяти видов коралловых рыб, собранных до, во время и после тепловой волны 2016 года. Анализ выявил видоспецифичные физиологические реакции на повышенные температуры, которые зависели от интенсивности и продолжительности тепловой волны.
Эти изменения, вероятно, сигнализируют о долгосрочных последствиях для жизнеспособности рыб и здоровья морских экосистем по мере учащения экстремальных тепловых событий. Результаты исследования опубликованы в Science Advances.
Сбор и анализ рыб
Учёные отобрали образцы пяти видов рыб из двух семейств коралловых рифов у острова Лизард у северо-восточного побережья Австралии. Отбор проб проводился до прогнозируемой тепловой волны в декабре, в её начале в феврале 2016 года и после длительного воздействия высоких температур в июле 2016 года.
Исследовались рыбы-демазели (дневные) и апогоновые (ночные), которые многочисленны и относительно легко ловятся.
Образцы были заморожены и доставлены в лабораторию. Анализ паттернов экспрессии генов в печени рыб выявил молекулярные изменения, связанные с метаболизмом, стрессом и дыханием, обусловленные как кратковременным, так и продолжительным тепловым воздействием.
Молекулярные данные свидетельствуют, что разные тропические рыбы по-разному реагируют на потепление. Генетический фон оказывает значительное влияние на способность рыб акклиматизироваться или адаптироваться к изменению климата; некоторые виды более уязвимы, чем другие.
«Эти разнообразные реакции важны, потому что при проведении экспериментов или изучении коммерческих видов мы не можем обобщать данные на основе географии или одного-двух видов, изученных в лаборатории», — заявил ведущий автор исследования профессор Тимоти Раваси. — «Это имеет важные последствия для политиков и рыбной промышленности».
Независимо от вида, физиологические реакции рыб на тепловые волны зависели от их интенсивности и продолжительности.
В дальнейшем команда Раваси планирует продолжать изучение непосредственных последствий антропогенного изменения климата, исследуя влияние повторяющихся эпизодов потепления на рыб и их долгосрочную адаптацию. Планируется моделирование тепловых волн в контролируемых условиях для оценки влияния разных температур и периодов воздействия.
Хотя важно изучать долгосрочные последствия изменения климата, данная работа подчёркивает важность понимания краткосрочных эффектов.
«Со временем рыбы могут адаптироваться к повышению температуры или мигрировать в более прохладные воды, — сказал Раваси. — Но эти тепловые волны происходят сейчас, и научному сообществу необходимо понимать их непосредственные последствия».