_ De ce sunt peștii devin mai mici pe măsură ce apele se încălzesc? Nu sunt branhiile lor, constată studiu

O echipă de colaborare de oameni de știință condusă de Universitatea din Massachusetts Amherst a descoperit recent că nu există dovezi fiziologice care să susțină o teorie importantă - care implică suprafața branhiilor de pește - cu privire la de ce multe specii de pești se „micșorează” pe măsură ce apele se încălzesc din cauza schimbărilor climatice. Cunoscută sub numele de teoria Gill Oxygen Limitation (GOL), aceasta a fost propusă ca mecanism universal care explică dimensiunea peștilor și a fost folosită în unele predicții ale randamentelor viitoare ale pescuitului la nivel mondial.

Cu toate acestea, cercetătorii, reprezentând National Oceanic and Atmospheric Administration, U.S. Geological Survey, Universitatea din California Davis, precum și UMass Amherst, au efectuat o serie de experimente pe termen lung pe păstrăv de pârâu și au descoperit că, deși temperaturile crescute duc la o scădere semnificativă a dimensiunii corpului, suprafața branhiilor nu a explica schimbarea. Rezultatele studiului au fost publicate recent în Journal of Experimental Biology.

„Știm că schimbările climatice globale au loc și oceanele și râurile noastre se încălzesc”, spune Joshua Lonthair, lector în biologie la UMass. Amherst și principalul autor al lucrării. „Și știm că multe animale – nu doar peștii – cresc la dimensiuni mai mici ale corpului adulților la temperaturi mai calde. Avem chiar un nume pentru asta, Regula Mărimii Temperaturii. Dar, în ciuda deceniilor de cercetare, încă nu înțelegem de ce dimensiunea. scade pe măsură ce temperatura crește.”

Atât la speciile de pești marini, cât și de apă dulce, creșterea temperaturii apei are un efect critic asupra metabolismului, reproducerii și a altor funcții ale vieții, dar un factor critic pe care se bazează majoritatea modelelor care stau la baza managementului pescuitului. pe este dimensiunea peștelui. Pescuitul comercial este adesea reglementat de tonaj, iar când peștii se micșorează, este nevoie de mai mult pentru a umple o tonă. Greutatea mai mică este, de asemenea, legată de reproducerea redusă. În total, aceasta înseamnă că managerii trebuie să-și ajusteze modelele pentru lumea noastră în schimbare.

Dar cum?

O teorie de vârf, GOL, susține că creșterea peștilor este limitată de cantitatea de branhii de oxigen. poate trage din apă. Pe măsură ce apa se încălzește, procesele biochimice ale peștilor se accelerează și necesită mai mult oxigen. GOL susține că branhiile au o suprafață limitată, ceea ce limitează cantitatea de oxigen pe care o pot furniza și, prin urmare, peștii nu pot crește la fel de mari în condiții de apă caldă. Prin urmare, peștii „se micșorează” pentru a se potrivi cu oxigenul limitat pe care branhiile lor îl pot furniza.

Teoria GOL stă la baza previziunilor model citate pe scară largă de reduceri drastice ale randamentelor viitoare ale pescuitului mondial, inclusiv unele utilizate de Uniunea Internațională pentru Conservarea naturii, dar nu a fost niciodată testată direct.

„Am observat că studiile anterioare despre GOL se bazează pe date reutilizate din alte proiecte de cercetare fără legătură, care nu au fost concepute special pentru a testa teoria.” spune Lisa Komoroske, profesor asistent în conservarea mediului la UMass Amherst și autorul principal al lucrării. „Am proiectat o serie de experimente pe termen lung care, în mod colectiv, reprezintă primul efort de a testa empiric GOL.”

În mod specific, Lonthair, Komoroske și colegii lor au vrut să vadă cum sunt cele trei ingrediente cheie ale GOL – creșterea, cererile energetice și suprafața branhiilor de pește — s-au schimbat pe măsură ce temperatura apei crește. Pentru a face acest lucru, au apelat la păstrăvul de pârâu, care sunt subiecți ideali de testare: oamenii de știință știu deja multe despre specie, sunt în creștere rapidă, sunt importanți din punct de vedere economic și ecologic pentru nord-estul SUA și sunt relativ ușor de lucrat cu ei.

Odată ce au avut subiecții de testare — alevini mici care cântăreau inițial între unu și două grame fiecare — au fost introduși în rezervoare, dintre care unele conțineau apă normală, la 15 °C, iar altele conțineau apă încălzită la 20º Celsius. Peștii au fost cântăriți și măsurați la începutul experimentului și apoi lunar ulterior. Consumul lor de oxigen a fost, de asemenea, măsurat la două săptămâni, trei luni și șase luni, ceea ce este o modalitate de a constata rata metabolică. În cele din urmă, cercetătorii au colectat mostre de branhii de la același pește pentru a măsura modificările suprafeței lor branhiale.

Odată ce au început să-și analizeze datele, câteva lucruri au devenit clare: păstrăvul de pârâu din rezervoarele mai calde era mai mic, așa cum era de așteptat și în conformitate cu regula de mărime a temperaturii. Cu toate acestea, suprafața branhiilor a fost mai mult decât suficientă pentru a satisface cerințele energetice ale peștilor, ceea ce înseamnă că creșterea lor nu a fost limitată de suprafața branhiilor, așa cum prezice GOL.

În plus, echipa a descoperit. că, în timp ce ratele metabolice ale peștilor din rezervoare calde au crescut la trei luni, cu șase luni rata lor de oxigen a revenit la normal, ceea ce sugerează că peștii și-ar putea ajusta fiziologia în timp pentru a ține seama de creșterea temperaturii apei.

„Utilizarea oxigenului poate fi în continuare un factor limitator important în dimensiunea peștilor”, spune Lonthair, „dar, luate împreună, descoperirile noastre arată că GOL nu poate prezice ceea ce vedem și acest lucru are implicații pentru prezicerea impactului climatic asupra viitoarele pescuit și ecosisteme.”

„Lucrările noastre subliniază importanța interdisciplinarității”, adaugă Komoroske. „Oamenii de știință din domeniul pescuitului și al macroecologiei tind să lucreze la nivel de populație și specie, în timp ce fiziologii tind să lucreze la niveluri individuale și celulare. Dar acestea sunt distincții academice, nu naturale, și dacă vom ajuta peștii să supraviețuiască apelor încălzite. , trebuie să lucrăm la scară biologică și să ne unim cunoștințele din toate aceste câmpuri."

Deci, care este mecanismul care guvernează dimensiunea și temperatura peștilor?

"Nu știm încă ”, spune Lonthair. „Și s-ar putea să nu fie un singur mecanism – poate fi o mulțime de factori, inclusiv utilizarea oxigenului. Avem nevoie de mai multe studii interdisciplinare pe termen lung, astfel încât să putem înțelege cum să ne adaptăm cel mai bine la lumea noastră care se încălzește.”

(Fluierul)