Рыбы не могут видеть ультрафиолетовые лучи B, но все равно меняют свое поведение, когда растут в условиях повышенной интенсивности UVB. Согласно исследованиям биологов из Боннского университета на трехиглой колюшке (Gasterosteus aculeatus), повышенный уровень УФ-В приводит к уменьшению размеров тела и более рискованному поведению при столкновении с хищниками. Изменение климата, вероятно, повысит интенсивность ультрафиолетового излучения В, что может иметь последствия для экосистем и рыбоводства. Результаты сейчас публикуются в журнале Biology Letters of the Royal Society.
Трехиглая колюшка (Gasterosteus aculeatus) встречается почти повсеместно в северном полушарии и является популярным модельным организмом в экспериментальной биологии. При длине до десяти сантиметров его размер управляем. Он получил свое название из-за трех шипов на спинном плавнике, которые можно зафиксировать в вертикальном положении. На голландском острове Тексель в Ваттовом море колюшки проводят зиму в море и мигрируют в пресную воду для размножения. Образцы, которые ученые из Института эволюционной биологии и экологии Боннского университета использовали для разведения, происходят с этого острова.
С помощью колюшек исследователи рабочей группы во главе с профессором доктором Тео С. М. Баккером исследовали воздействие естественного ультрафиолетового В-излучения (УФВ). «Многочисленные исследования показали, что это высокоэнергетическое излучение может повредить геном и клетки», - говорит биолог-эволюционист доктор Ингольф П. Рик. В какой степени UVB, который невидим для рыб, изменяет их поведение, практически не изучено.
Ученые разделили потомство, вылупившееся из искусственно оплодотворенных яйцеклеток, на разные лечебные группы. Из 28 групп братьев и сестер половина каждой группы росла в условиях естественного освещения, а другая половина подвергалась воздействию искусственно усиленного УФ-излучения. «Однако более интенсивное ультрафиолетовое излучение оставалось значительно ниже максимальных уровней, встречающихся в природе», - сообщает Саймон Витт, ведущий автор исследования. Это гарантирует, что рыба не пострадает от нереальных передозировок.
После семимесячного этапа лечения исследователи обнаружили, что рыба в бассейнах с повышенным уровнем УФ-В была значительно меньше, чем рыба, подвергшаяся воздействию естественного излучения. «Предположительно, колюшкам, подвергшимся более высокой дозе УФ-В, приходится вкладывать больше ресурсов в восстановление поврежденных тканей», - говорит Витт. Очевидно, это происходит за счет размера их тела и показывает, что повышенный уровень УФ-В имеет пагубный эффект.
Противостояние хищнику
В аквариуме, состоящем из трех частей, исследователи проверили поведение двух типов групп колюшек. В одной камере плавала форель, типичный хищник. На другом конце резервуара с водой находилась одна из колюшек в собственном отсеке с искусственным водным растением в качестве укрытия. Фактическая экспериментальная арена находилась между форелью и колюшкой. Исследователи одновременно убрали прозрачную преграду к укрытию и визуальный щит к камере с форелью. Затем за стеклом появился хищник. Теперь колюшка могла покинуть свое отделение и исследовать среднюю камеру.
«Примечательно, что колюшка не убегала от опасности, а двигалась кругами к форели и обратно», - сообщает Рик. Это было хорошо известное поведение инспекции с безопасного расстояния: рыбы покидают косяки и приближаются к неизвестному животному, чтобы проверить его опасность. Удивительно, что те колюшки, которые стали меньше в результате многомесячного воздействия УФВ-излучения, оставались в зоне разведки почти в два раза дольше, чем те, что выросли в естественных условиях. Эти миниатюрные колюшки продемонстрировали, что маленький размер не всегда означает робкий.
По мнению исследователей, повышенное склонность к риску может иметь разные причины. Витт описывает одну из возможностей: «Образцы, подвергающиеся более высокому воздействию УФ-В излучения, могут сначала провести более тщательную проверку риска, чем их более крупные собратья, чтобы затем они могли полностью посвятить себя кормлению». Но может быть и так, что физически ограниченные люди проявляют более сильное исследовательское поведение как таковое, поскольку информация о потенциальных опасностях имеет для них большее значение. Третья возможность также может заключаться в том, что стратегия более мелких и подвижных животных состоит в том, чтобы четко показать форели как хищнику, что она признана опасной и что преследование бесполезно.
«Результат ясен: повышенная интенсивность УФ-В приводит к значительным изменениям в поведении, хотя рыба не может видеть это излучение», - резюмирует Витт. Ожидается, что в условиях изменения климата воздействие УФ-В еще больше возрастет.«Это может повлиять на экосистемы во всем мире, поскольку небольшие изменения в поведении хищника и жертвы в сложных пищевых цепях могут иметь далеко идущие последствия», - объясняет Рик. Повышенный уровень УФ-В также может нанести ущерб аквакультуре в мелководных зонах.