Co decyduje o wytrzymałości i tolerancji ryb
Nasze oceany znalazły się w trudnej sytuacji. Ponieważ zmiany klimatu powodują wzrost temperatury oceanów, zaczyna ubywać w nich tlenu. To z kolei może prowadzić do anoksji (deficytu tlenowego), czyli stanu o niskim stężeniu rozpuszczonego tlenu w wodzie. „Zarówno ocieplenie, jak i anoksja mogą mieć znaczące konsekwencje dla życia morskiego i ewolucji gatunków ryb”, mówi Julie Nati, stypendystka działania „Maria Skłodowska-Curie” z Uniwersytetu w Montpellier. Jej badania były prowadzone we współpracy z Francuskim Narodowym Centrum Badań Naukowych (fr. Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS) oraz w jednostce badawczej Marine Biodiversity Exploitation and Conservation (MARBEC) (strona w języku francuskim) w Francuskim Narodowym Instytucie Oceanologii (fr. L´Institut Français de Recherche pour l´Exploitation de la Mer, IFREMER). Przy wsparciu finansowanego ze środków UE projektu INDITOL Nati pracuje nad lepszym zrozumieniem wpływu globalnego ocieplenia i anoksji na ryby. „Badania te dostarczą istotnych informacji na temat tego, w jaki sposób wybiórcze skutki anoksji i silnego ocieplenia mogą kształtować nowe populacje ryb”, dodaje Nati.
Różnice w tolerancji
Populacje ryb różnią się pod względem tolerancji na anoksję i ocieplenie. „Istnienie różnic w tolerancji może określać zdolność populacji do przetrwania – a nawet do bujnego rozwoju – w przypadku oddziaływania tych czynników stresowych”, wyjaśnia. „Zrozumienie tej tolerancji na poziomie indywidualnym pozwala na zbadanie mechanizmów leżących u podstaw zmienności”. W ramach projektu naukowcy przyjrzeli się mechanizmom i skutkom indywidualnych różnic w tolerancji na anoksję i silne ocieplenie, poddając badaniom europejskiego labraksa, cenny gatunek ryb przybrzeżnych. Obejmowały one badania na poziomie całego zwierzęcia oraz na poziomie subkomórkowym przy użyciu najnowocześniejszych metod fizjologicznych. „Przeprowadziliśmy dokładne badanie indywidualnej tolerancji na zmienność przy użyciu subletalnych punktów końcowych w dużej populacji eksperymentalnej obejmującej około 900 ryb”, mówi Nati. „To pozwoliło nam zbadać, w jaki sposób tolerancja wiąże się z indywidualnymi fenotypami metabolicznymi i wydolnością krążeniowo-oddechową”. Naukowcy wyodrębnili również podzbiór 95 pojedynczych osobników i dokonali pomiarów oddychania mitochondrialnego w świeżych próbkach tkanki pobranych z wątroby i serca. „Stworzyliśmy największy znany zbiór danych dotyczących fizjologii ryb”, dodaje Nati. „Wielkość próbki, której użyliśmy, pozwoli nam uzyskać ważne informacje genetyczne, takie jak dziedziczność, dotyczące niektórych cech fizjologicznych, które badaliśmy”.
Funkcjonalne kompromisy
W wyniku tych badań Nati udało się określić podstawowe cechy fizjologiczne, które definiują odporne i tolerancyjne osobniki. Jak wyjaśnia, ta wiedza jest cenna, ponieważ utrzymywanie się różnic w tolerancji w obrębie populacji może wskazywać na istnienie funkcjonalnych kompromisów. Może być tak, że tolerancja nie jest korzystna z systematycznego punktu widzenia, ale ma swoje konsekwencje lub wiąże się z określonymi kosztami. Innymi słowy, jeśli środowiskowe czynniki stresowe dają poszczególnym fenotypom tolerancji przewagę kondycyjną, może to zmienić naturę całej populacji. „Określenie reakcji adaptacyjnych populacji ryb na dwa główne środowiskowe czynniki stresowe pomoże nam w zidentyfikowanie odpornych podgatunków”, podsumowuje Nati. „Tego typu informacje okażą się bezcenne pod kątem przewidywania w przyszłości zasobów rybnych i poprawy zrównoważonego rozwoju akwakultury”.
Słowa kluczowe
INDITOL, ryby, zmiany klimatu, ewolucja, oceany, anoksja, życie morskie, globalne ocieplenie, rybołówstwo, akwakultura
