Екологія
Морські їжаки пристосовуються до зростання кислотності
- Опубліковано: Середа, 20 травня 2015, 13:22
Вчені вже давно стурбовані окисленням океанів, поглинаючих з кожним роком все більше вуглекислого газу з атмосфери: згідно з прогнозами, зміна рН води спричинить за собою важкі наслідки для морських організмів, і в кінцевому підсумку для всієї біосфери планети.
Проте нещодавно дослідники довели, що барвистий морський їжак Strongylocentrotus purpuratus має генетичними інструментами, які дозволяють їм адаптуватися до мінливих умов.
Як ми знаємо, рівень рН океану знижується: чим більше поглинається вуглекислоти, тим нижче водневий показник. У таких умовах під удар потрапляють, в першу чергу, живі організми з карбонатним скелетом. Всім, хто знайомий з хімією не занадто близько, нагадаємо: карбонат кальцію у воді з вуглекислим газом розчиняється, утворюючи кислу сіль (гідрокарбонат кальцію). І як тоді бути молюскам без раковин, коралів і планктону? Це все одно, що нам з вами в спеку будувати будинок з крижаних цеглин.
Еволюційний біолог Гретхен Хофманн і її колеги з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі (США) виявили, що фіолетовий морський їжак Strongylocentrotus purpuratus здатний адаптуватися до змін рН завдяки найширшої генетичної варіативності популяцій. Морські їжаки (Echinoideа) відносяться до типу голкошкірих (Echinodermata) і доводяться родичами морським зіркам, офиурам, глотуриям і морським ліліям. Це донні повзають або зарывающиеся в пісок тварини зі слабо розвиненою нервовою системою та органами чуття. Їх «голки», службовці для пересування, полювання і захисту від хижаків, рухомо з'єднані з округлим карбонатним панциром.
Результати досліджень були оприлюднені на Третьому Міжнародному симпозіумі «Океан у світі з високою концентрацією вуглекислого газу в Монтереї (США). Стівен Палумби зі Стенфордського університету (США) заявляє, що це відкриття змінить погляд на наслідки підкислення океану, яке будуть вивчати і надалі. На думку морського біолога, виявлену здатність морських їжаків адаптуватися можна порівняти з тим, що деякі люди генетично застраховані від ВІЛ.
Тайлер Еванс, науковий співробітник лабораторії Гретхен Хофманн, розповів на конференції про хід експерименту. Спершу дослідники набрали дорослих їжаків в Фогарті-Крик, на узбережжі штату Орегон: тут pH час від часу сильно знижується (з 8,1 до 7,6), коли вітер змушує підніматися з глибин воду, багату вуглекислим газом. Потомство цих їжаків було розділено на дві групи: першу виростили при нормальних концентраціях діоксиду, другу – при підвищених в два рази.
Після цього Еванс проаналізував експресію генів в обох популяціях. Як з'ясувалося, у тварин з екстремальної групи включилося 150 генів, пов'язаних з підвищеним транспортом кальцію. В цілому це не так вже дивно: морські їжаки існують ще з Палеозою і встигли накопичити величезний багаж ДНК. Тепер дослідникам необхідно дізнатися, яку ціну платять голкошкірі за таку адаптацію. Згідно з попередніми даними, морським їжакам доводиться витрачати більше енергії, а можливо мова йде і про пошкодження деяких білків. Але поки ми цього не знаємо точно, прогнозувати наслідки досить складно.
Ніщо так не важливо для харчових ланцюгів в океанах, як зоопланктон: його кількість серйозно впливає на морських тварин, але в остаточному підсумку цей бумеранг повернеться до нас. Корали та молюски так само включені в харчові піраміди, і від їх виживання в кислому середовищі багато залежить. Але, принаймні, великі шанси на збереження екзотичних морських їжаків, які служать їжею для морських зірок, омарів, риб, а так само птахів і морських котиків. Для ссавців каланов Strongylocentrotus purpuratus взагалі є основою раціону: вони з'їдають так багато морських їжаків, що їх кістки та кишечник часом забарвлюються у фіолетовий колір.
Крім того, морські їжаки - не єдині підводні мешканці, здатні впоратися з окисленням океанів: серед щасливчиків виявився так само черевоногих молюск червоне вушко (Haliotis rufescens). Вчені очікують, що з часом цей список можна розширити, адже ми явно недооцінюємо можливості живої природи.
