Подо льдом и снегом, в кромешной тьме циркадные часы арктического гольца по-прежнему тикают с точностью. Исключение составляют самые темные и самые светлые недели в году, когда ритмы дневной активности нарушаются.
В полярных регионах происходят экстремальные сезонные изменения, вызванные быстрым изменением продолжительности дня. Это приводит к периодам в несколько месяцев в году, когда солнце постоянно остается над или под горизонтом, что ограничивает ежедневную фотопериодическую информацию, которую полярные организмы получают в эти летние и зимние периоды..
Морозильник включен, свет выключен
Арктический голец - наиболее распространенная на севере пресноводная рыба, подверженная полярным циклам окружающей среды и наличия пищи. В этой враждебной среде, где солнце низкое, а температура ниже, он нашел свой дом. Приспособленные к холодным, темным и бедным питательными веществами средам, подо льдом и снегом, ритмы активности гольца отражают дневной фотопериод на поверхности.
Исследователи из Норвежского института водных исследований (NIVA), Норвежского института природных исследований (NINA), Даремского университета, Норвежского университета естественных наук (NMBU) и Акваплан-НИВА провели первый анализ с высоким разрешением ежедневные и сезонные перемещения свободноживущих рыб в полярных водах, подверженные резким колебаниям фотопериода и температуры. Группа ученых выследила или проследила за 23 особями арктического гольца в озере Элласшоен на острове Медвежий, используя автономную акустическую телеметрическую систему позиционирования в течение всего года (с сентября 2009 г. по сентябрь 2010 г.). Результаты недавно были опубликованы в научном журнале Biology Letters.
Цикадный часовой механизм
"Ритмы дневной активности гольца большую часть года отражали фотопериод, даже подо льдом и снегом", - объясняет Кейт Хоули, исследователь NIVA и первый автор недавней публикации.
гольцы питаются зрительно и способны добывать пищу при очень низких температурах и уровне освещенности. Таким образом, вполне вероятно, что гольцы могли обнаруживать тонкие изменения уровня освещенности под поверхностью даже во время полярной ночи и подо льдом..
Сбой ритма
Однако в течение двух самых темных недель зимнего солнцестояния и в течение всего периода полуночного солнца, в июне и июле, ритмы дневной активности нарушались. Гольцы были неактивны в темноте и, наоборот, демонстрировали высокие показатели круглосуточной активности под полуночным солнцем, что указывает на то, что амплитуда изменения уровня подповерхностной освещенности была слишком слабой, чтобы ее мог обнаружить гольц Ellasjøen. Полученные данные свидетельствуют о том, что у гольца существует внутренний годовой календарь, позволяющий прогнозировать и реагировать на экстремальные арктические сезоны.
"Это говорит о том, что круглосуточная активность выгодна в эти периоды. Для рыбы, приспособленной к жизни в морозильной камере, функционируют четкие циклы кормления, роста и воспроизводства", - заключает Хоули.