Поскольку рыбы, готовые к спариванию, и их молодь особенно чувствительны к изменениям температуры, в будущем до 60 процентов всех видов могут быть вынуждены покинуть свои традиционные нерестилища.
В новом мета-исследовании эксперты из Института Альфреда Вегенера и Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца (AWI) опубликовали новаторские выводы о влиянии изменения климата на рыбные запасы по всему миру. Как они сообщают, риски для рыб намного выше, чем предполагалось ранее, особенно с учетом того факта, что на определенных стадиях развития они особенно чувствительны к повышению температуры воды. Одним из критических узких мест в жизненном цикле рыб является их низкая устойчивость к теплу во время спаривания. Иными словами, температура воды в их нерестилищах во многом определяет успешность их размножения, делая рыб особенно уязвимыми к воздействию климатических изменений не только в океане, но и в озерах, прудах и реках. Согласно анализу исследователей, изменение климата и повышение температуры воды, если их не остановить, негативно повлияют на воспроизводство до 60 процентов всех видов рыб. Их исследование было опубликовано сегодня в последнем номере журнала Science.
Организмы должны дышать, чтобы их тела производили энергию; это в равной степени верно и для людей, и для рыб. Кроме того, мы знаем, что энергетические потребности людей и животных в равной степени зависят от температуры: когда становится теплее, экспоненциально возрастает потребность в энергии, а вместе с ней и потребность в кислороде. На этом основании следует, что организмы могут приспособиться к повышению температуры в непосредственной близости только за счет обеспечения своего тела большим количеством кислорода. Но есть определенные видовые пределы этой способности; если эти пределы превышены, это может привести к сердечно-сосудистому коллапсу.
Вооруженные этими знаниями, в новом мета-исследовании эксперты из Института Альфреда Вегенера и Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца (AWI) изучили, в какие фазы жизни морские и пресноводные рыбы во всем мире наиболее чувствительны. нагревать. Для этого биологи собрали научные данные о температурной устойчивости 694 видов рыб и проанализировали температурные диапазоны, в которых рыбы могут выжить во взрослом состоянии, готовом к спариванию, в виде эмбрионов в яйцах, в виде личинок и во взрослом состоянии вне брачного сезона.
Самые чувствительные в брачный период
«Наши результаты показывают, что как эмбрионы в яйцах, так и взрослые особи, готовые к спариванию, рыбы гораздо более чувствительны к теплу, чем личиночная стадия или половозрелые взрослые особи вне брачного сезона», - говорит первый автор и AWI. морской биолог доктор Флемминг Дальке.«В среднем по миру, например, взрослые особи вне брачного сезона могут выжить в воде, которая на 10 градусов по Цельсию теплее, чем взрослые особи, готовые к спариванию или вылавливанию икры».
Причина такой непостоянной толерантности к температуре кроется в анатомии рыб: у эмбрионов рыб нет жабр, которые позволяли бы им поглощать больше кислорода. Напротив, рыбы, готовые к спариванию, производят яйцеклетки и сперматозоиды; эта дополнительная масса тела также нуждается в снабжении кислородом, поэтому даже при более низких температурах их сердечно-сосудистая система испытывает огромную нагрузку.
Каждый градус потепления увеличивает давление на рыбные запасы
Эти выводы применимы ко всем видам рыб и проясняют, почему рыбы чувствительны к теплу, особенно во время брачного периода и на стадии зародыша. Соответственно, на втором этапе группа исследователей проанализировала, в какой степени температура воды в нерестилищах исследованных видов, вероятно, повысится из-за изменения климата. С этой целью они использовали новые климатические сценарии (Общие социально-экономические пути - SSP), которые также будут использоваться в следующем оценочном отчете МГЭИК.
Их выводы подтверждают, что каждый градус потепления создает все больше проблем для мировых запасов рыбы. «Если мы, люди, сможем успешно ограничить потепление климата до 1,5 градусов по Цельсию к 2100 году, только десять процентов исследованных нами видов рыб будут вынуждены покинуть свои традиционные нерестилища из-за повышения температуры», - объясняет биолог и соавтор AWI. Профессор Ханс-Отто Пёртнер. Напротив, если выбросы парниковых газов останутся на высоком или очень высоком уровне (SSP 5-8,5), это, вероятно, вызовет потепление в среднем на 5 градусов Цельсия или более, что поставит под угрозу до 60 процентов всех видов рыб.
Ограниченные возможности адаптации
Пострадавшие виды будут вынуждены либо адаптироваться посредством биологической эволюции - процесс, который, скорее всего, займет слишком много времени, - либо спариваться в другое время года или в каком-то другом месте.«Некоторые виды могут успешно справиться с этим изменением», - говорит Флемминг Дальке. «Но если учесть тот факт, что рыбы адаптировали свои модели спаривания к конкретным местам обитания в течение чрезвычайно длительных периодов времени и адаптировали свои циклы спаривания к конкретным океанским течениям и доступным источникам пищи, следует предположить, что вынужденные отказаться от их нормального нереста районы будут означать для них большие проблемы». Кроме того, у рыб, живущих в реках и озерах, есть проблема, заключающаяся в том, что их среда обитания ограничена размером и географическим положением вод, в которых они обитают: миграция в более глубокие воды или в более прохладные регионы практически невозможна..
Новый уровень детализации для улучшенных прогнозов
Наш подробный анализ, охватывающий все стадии развития рыб, поможет нам понять, как изменение климата влияет на эти виды и в какой степени климат вызывает потерю подходящих мест обитания. связанных с трансформацией экосистем», - говорит Ханс-Отто Пёртнер.
Везде, где мигрируют рыбы или снижается скорость их воспроизводства, будут возникать новые взаимодействия между видами, а в некоторых случаях продуктивность экосистем снизится. МГЭИК опубликовала соответствующие прогнозы относительно будущего мировых рыбных запасов в своем Специальном докладе об океане и криосфере в условиях меняющегося климата. По словам Пёртнера: «Наши новые детальные оценки помогут улучшить эти прогнозы».