Способность чувствовать запах имеет решающее значение для лосося. Они полагаются на обоняние, чтобы избегать хищников, вынюхивать добычу и находить дорогу домой в конце своей жизни, когда они возвращаются в ручьи, где они вылупились, чтобы нереститься и умереть.
Новые исследования, проведенные Вашингтонским университетом и Северо-западным научным центром рыболовства NOAA, показывают, что у этого сильного обоняния могут быть проблемы, поскольку выбросы углерода продолжают поглощаться нашим океаном. Закисление океана меняет химический состав воды и снижает ее pH. В частности, более высокий уровень углекислого газа или CO2 в воде может повлиять на то, как кижуч реагирует на запахи.
Лосось, как известно, использует свой нос для очень многих важных аспектов своей жизни, от навигации и поиска пищи до обнаружения хищников и размножения. Поэтому нам было важно знать, повлияет ли на лосося будущие условия содержания углекислого газа в морской среде», - сказал ведущий автор Чейз Уильямс, научный сотрудник лаборатории Эвана Галлахера в Департаменте наук об окружающей среде и гигиене труда Университета Вашингтона..
Исследование, опубликованное 18 декабря в журнале Global Change Biology, впервые показало, что закисление океана влияет на обоняние кижуча. В исследовании также используется более комплексный подход, чем предыдущая работа с морскими рыбами, и рассматривается, где в сенсорно-нейронной системе способность рыб к обонянию разрушается, и как эта потеря обоняния меняет их поведение..
«Наши исследования и исследования других групп показали, что воздействие загрязняющих веществ также может влиять на обоняние лосося», - сказал Галлахер, старший соавтор и профессор токсикологии UW.«Теперь лосось потенциально может столкнуться с двойным ударом из-за воздействия загрязняющих веществ и дополнительного бремени роста CO2. Это имеет значение для долгосрочного выживания нашего лосося».
Исследовательская группа хотела проверить, как молодые кижуча, которые обычно полагаются на свое обоняние, чтобы предупредить их о хищниках и других опасностях, проявляют реакцию страха с увеличением содержания углекислого газа. Ожидается, что воды Пьюджет-Саунд будут поглощать больше CO2 по мере увеличения содержания углекислого газа в атмосфере, что способствует закислению океана.
В исследовательской лаборатории NOAA Fisheries в Мукилтео исследовательская группа установила резервуары с соленой водой с тремя различными уровнями pH: текущим средним значением pH в Пьюджет-Саунде, предсказанным средним значением через 50 лет и предсказанным средним значением через 100 лет. будущее. Они подвергали молодь кижуча воздействию этих трех разных уровней pH в течение двух недель.
Через две недели команда провела серию поведенческих и нейронных тестов, чтобы выяснить, повлияло ли это на обоняние рыб. Рыбу помещали в накопительный резервуар и подвергали воздействию запаха экстракта кожи лосося, который указывает на нападение хищника и обычно побуждает рыбу прятаться или уплывать. Рыба, которая находилась в воде с текущим уровнем CO2, нормально реагировала на неприятный запах, но рыба из аквариумов с более высоким уровнем CO2 не реагировала. кажется, что он чувствует или чувствует запах.
После поведенческих тестов была измерена нейронная активность в носу и мозге каждой рыбы, в частности, в обонятельной луковице, где обрабатывается информация о запахах, чтобы увидеть, где изменилось обоняние. Передача сигналов нейронами в носу была нормальной при всех условиях CO2, а это означает, что рыба, вероятно, все еще чувствовала запахи. Но когда они проанализировали поведение нейронов в обонятельной луковице, они увидели, что обработка была изменена, что свидетельствует о том, что рыба не может преобразовать запах в соответствующую поведенческую реакцию.
Наконец, исследователи проанализировали ткани из носа и обонятельных луковиц рыб, чтобы увидеть, изменилась ли также экспрессия генов. Было обнаружено, что пути экспрессии генов изменились у рыб, подвергшихся воздействию более высоких уровней CO2, особенно в их обонятельных луковицах.
"Мы думаем, что на уровне носа нейроны все еще обнаруживают запахи, но когда сигналы обрабатываются в мозгу, именно там сообщения потенциально изменяются", - сказал Уильямс..
В дикой природе рыбы, вероятно, будут становиться все более и более равнодушными к запахам, которые указывают на хищника, сказал Уильямс, либо тратя больше времени на реакцию на запах, либо вообще не уплывая. Хотя в этом исследовании особое внимание уделялось тому, как измененное обоняние может повлиять на реакцию рыб на опасность, вполне вероятно, что другие критически важные виды поведения, зависящие от обоняния, такие как навигация, размножение и охота за пищей, также пострадают, если рыбы не смогут реагировать на опасность. адекватно обрабатывать запахи.
Исследователи планируют изучить вопрос о том, может ли повышенный уровень CO2 влиять на другие виды рыб аналогичным образом или изменять другие органы чувств помимо обоняния. Учитывая культурное и экологическое значение лосося, исследователи надеются, что эти выводы побудят к действию.
«Мы надеемся, что это предупредит людей о некоторых потенциальных последствиях повышенных выбросов углерода», - сказал старший соавтор Энди Диттман, биолог-исследователь из Северо-Западного научного центра рыболовства. «Лосось в этом районе - знаковое место. Закисление океана и изменение климата - абстрактные вещи, пока вы не начнете говорить о животном, которое много значит для людей».