Dzięki urządzeniu do śledzenia kondycji fizycznej ryb znamy ich reakcje na zmieniające się warunki środowiskowe
Ryby potrafią śledzić prędkość i kierunek w jakim poruszają się w wodzie dzięki otolitom – strukturom wapiennym znajdującym się w uchu wewnętrznym. Kamyczki błędnikowe zbudowane są z węglanu wapnia, który powstaje z połączenia węgla w postaci CO2 z wapniem znajdującym się we krwi. Węgiel w otolitach może mieć kilka postaci – izotopów – w tym postać cięższego izotopu 13C oraz lżejszego izotopu 12C. Zespół badaczy z Uniwersytetu w Aarhus w Danii, skupionych wokół projektu OTOLOG finansowanego z programu stypendiów indywidualnych „Maria Skłodowska-Curie”, wykazał, że występowanie tych dwóch izotopów w otolitach rybich było skorelowane z tempem przemiany materii u tych zwierząt. Otolity – aparat do śledzenia kondycji fizycznej ryb Badacze zauważyli, że węgiel wchodzący w skład węglanu wapnia, z którego zbudowane są otolity ryb, pochodzi z dwóch źródeł: z wody, w której ryby żyją, oraz z pożywienia. Oba te źródła charakteryzują się różną zawartością izotopów ciężkich i lekkich. „Powiązaliśmy różnice dotyczące węgla z przemianą materii ryb. Gdy tempo przemiany materii ryby zwiększa się na skutek przebywania w wodzie o wyższej temperaturze lub w wyniku większej aktywności, ryba spala więcej kalorii zawartych w pożywieniu, a w otolitach zwiększa się stosunek węgla pochodzącego z pożywienia”, tłumaczy prof. Peter Grønkjær z Wydziału Nauk Biologicznych Uniwersytetu w Aarhus. „Otolity monitorują i przechowują informacje na temat poziomu aktywności ryby na podobnej zasadzie jak aparat do śledzenia kondycji fizycznej”, dodaje prof. Grønkjær. Skarbnica wiedzy Otolity zachowują w swoim składzie izotopy węgla nawet po śmierci ryby. Analizując wartość izotopu węgla w każdym pierścieniu wzrostu, badacze mogą ustalić, w jakim stopniu sezonowa zmienność temperatur, diety i zachowania ryb wpłynęła na ich metabolizm. „Nasze nowe odkrycie jest kluczem do skarbnicy nowej wiedzy”, twierdzi dr Ming-Tsung Chung, stypendysta biorący udział w badaniu i osoba odpowiedzialna za dane opublikowane na łamach czasopisma „Communications Biology”, jednego z tytułów „Nature Research”. Wcześniej badania opierały się na doświadczeniach laboratoryjnych prowadzonych w sztucznych warunkach oraz na modelach teoretycznych metabolizmu ryb, co sprawiało, że symulacja naturalnych warunków była niemożliwa. „Teraz możemy zmierzyć i poznać zarówno wpływ zmian środowiskowych na ryby, jak również ich mechanizmy przystosowawcze oraz przyjrzeć się tempu przyjmowania pokarmu mającego zapewnić zwierzęciu wystarczającą ilość energii do pływania, wzrostu i rozmnażania się”, przekonuje prof. Grønkjær i dodaje: „Dzisiaj potrafimy tworzyć znacznie lepsze modele ilustrujące to, co dzieje się z rybą pod wpływem zmian zachodzących w jej środowisku”. Łowienie informacji sprzed 100 lat Badacze zaczęli badać pierścienie otolityczne, będące wskaźnikami wzrostu, już pod koniec XIX wieku. Przechowywane w magazynach instytucji naukowych w małych papierowych torebkach, archiwalne otolity dają współczesnym badaczom wgląd w istotne dane na temat życia ryb. Bardzo stare otolity można znaleźć również w warstwie ziemi zawierającej nieczystości z gospodarstw domowych lub dawnych wysypiskach śmieci. Choć takie otolity liczą tysiące lat, wciąż zawierają sygnał węglowy dostarczający informacje na temat przemiany materii ryb. Zespół badawczy prof. Grønkjæra rozpoczął już badanie otolitów dorszy grenlandzkich, archiwizowanych nieprzerwanie od 1926 roku. Badacze liczą, że uda im się rozwikłać zagadki środowiska morskiego w ciągu najbliższych lat. Dodatkową i nieoczekiwaną korzyścią jest to, że „będziemy dysponować dokładniejszą wiedzą na temat przyszłości różnych stad ryb po tym jak temperatura wody w morzach wzrośnie”, podsumowuje prof. Grønkjær. Wiedza ta mogłaby pomóc w przewidywaniu odporności ryb na zmiany klimatu.
Słowa kluczowe
OTOLOG, ryba, otolit, węgiel, metabolizm, izotop, energia, dorsz, zmiana klimatu
