Животным нужно есть достаточно пищи, чтобы обеспечить себя энергией для поддержания своего тела, охоты, роста и размножения. В меняющемся мире изменения метаболической стоимости жизни могут повлиять на то, где могут жить животные. На сегодняшний день измерить энергетическую стоимость жизни в дикой природе было сложно, особенно для животных, живущих в воде. Тем не менее, новое исследование показало, что темп жизни рыбы записывается в небольшой структуре во внутреннем ухе, известной как отолит или слуховой камень.
Ушные камни помогают рыбам отличать верх от низа, определять их скорость в воде и улучшают слух. Исследователи из Великобритании, Норвегии и Дании теперь показали, что они также действуют как фитнес-часы, показывая, была ли рыба активной или полностью расслабленной.
Earstones - часы для фитнеса с рыбками
Углерод в ушном камне происходит из двух источников: воды, в которой живет рыба, и пищи, которую она ест, чтобы удовлетворить свои потребности в энергии. Углерод из обоих источников смешивается с кровью, прежде чем часть его попадает в ушной камень в виде карбоната кальция. Тщательно анализируя карбонат кальция, исследователи могут определить, какая часть углерода поступает из воды или пищи, поскольку эти два источника имеют разные пропорции легких и тяжелых изотопов углерода. Когда метаболизм рыбы увеличивается, например, когда она сталкивается с более теплой водой или становится более активной, она сжигает больше пищи, и доля углерода из пищи в ее ушных камнях увеличивается..
Сундук с сокровищами данных
Ушные камни отрастают новыми слоями, похожими на кольца в стволе дерева. Каждое небольшое увеличение роста отолитов отражает рост рыбы и может быть использовано для определения ее возраста. Эти данные можно восстановить даже после того, как рыба умерла. Теперь, измеряя изотопы углерода в отдельных слоях, исследователи могут сказать, как ежемесячно менялся метаболизм рыбы в течение ее жизни, в том числе как сезонные колебания температуры, пищи и поведения рыбы влияли на ее метаболизм.
«Наши новые результаты - это ключ к сокровищнице новых открытий», - говорит доктор Клайв Труман из Университета Саутгемптона, один из соавторов статьи, которая публикуется в журнале. Коммуникационная биология сегодня.
Доктор Минг-Цунг Чинг, еще один соавтор из Орхусского университета в Дании, добавил: «Теперь у нас есть инструменты для измерения и понимания того, как рыба подвергается влиянию изменений в окружающей среде и адаптируется к ним, и насколько рыба должны есть, чтобы получить достаточно энергии, чтобы плавать, расти и размножаться. Этот новый инструмент поможет нам улучшить наши прогнозы того, что происходит с рыбой, включая коммерчески важную рыбу, такую как треска, при изменении окружающей среды."
Длинные временные ряды
Отолиты изучались и хранились более 100 лет, так что теперь мы можем вернуться в прошлое и увидеть, как изменился метаболизм рыб в ответ на промышленный промысел и долгосрочное изменение климата. Но не только эти научные сборники содержат захватывающий материал для исследований. Можно найти очень старые отолиты в археологических раскопках, известных как отбросы. Эти отолиты тысячелетней давности до сих пор содержат углеродный сигнал, который показывает скорость метаболизма рыбы.
Мы можем использовать знания об метаболизме древних рыб, чтобы узнать о способности рыб приспосабливаться к условиям окружающей среды, которые могут возникнуть в ближайшем будущем, или о том, как рыбы реагируют на изменения температуры воды или наличия пищи. Что происходит с рыбой, когда вода становится теплее, чем сейчас?», - говорит профессор Гронкьяер из Орхусского университета в Дании.
Доктор Труман добавил: «Мы уже начали изучать скорость метаболизма трески, живущей в холодных, но теплых водах вокруг Гренландии. У нас есть отолиты рыб в этом регионе, датированные 1926 годом, которые помогут нам понять влияние климата на благополучие этих рыб.
"Отолиты подобны черному ящику рыбы, они содержат огромную библиотеку информации, записанной на языке, который мы сейчас начинаем расшифровывать."