Разновидности лосося, известные своей трудной миграцией вверх по течению, похоже, во многом обязаны своими спортивными способностями присутствию одного фермента.
Новые исследования показывают, что доступная для плазмы карбоангидраза (paCA) - фермент, прикрепленный к стенкам кровеносных сосудов лосося, - помогает снизить нагрузку на сердце во время физических упражнений на 27 процентов.
«Виды лосося получают один шанс на размножение, и мы знаем, что сердечно-сосудистая деятельность может быть ограничивающим фактором во время миграции», - говорит зоолог Тилл Хартер, который руководил исследованием, будучи исследователем в Университете Британской Колумбии (UBC).
"Похоже, что paCA играет ключевую роль в повышении способности животных извлекать кислород из крови, что делает лосося отличными аэробными спортсменами и дает им столь необходимое преимущество во время миграции."
Исследователи также обнаружили, что фермент paCA активируется, когда рыба подвергается воздействию низкого уровня кислорода в воде - гипоксии - и помогает лососю быстрее восстанавливаться после упражнений.
«Считается, что повышение температуры воды, как и гипоксия, ограничивает аэробную производительность», - говорит исследователь UBC Колин Браунер, старший автор статьи.
"Если повышенная температура рекрутирует paCA, как это происходит при гипоксии, могут существовать уровни, при которых рыбы могут акклиматизироваться и лучше подготовиться к повышенным температурам, связанным с изменением климата".
Работая с Куртом Гамперлом и другими сотрудниками Мемориального университета Ньюфаундленда, команда поместила атлантического лосося в плавательные туннели с регулируемым потоком воды, создав, по сути, беговую дорожку для рыб. Затем они ингибировали функцию paCA у некоторых рыб и измерили влияние фермента на сердечно-сосудистую функцию. В некоторых случаях атлантический лосось вообще не мог плыть против сильного течения воды при ингибировании paCA.
Исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, является первым исследованием, в котором измеряется роль paCA во время физических упражнений у рыб, и первым, оценивающим ее у свободно плавающих животных.
Хотя результаты сосредоточены на атлантическом лососе, результаты могут также применяться к другим лососевым (включая тихоокеанского лосося) и, в более широком смысле, к костистым рыбам.
«То, пользуются ли преимуществами этого механизма и другие виды костистых, еще предстоит официально проверить», - говорит Хартер, который сейчас работает в Океанографическом институте Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего.
"Но если это будет подтверждено будущей работой, последствия могут быть огромными - костистые рыбы составляют почти половину всех видов позвоночных и подавляющее большинство видов рыб."