Złożone strategie larw ryb w obliczu stresu termicznego i niedotlenienia
Organizacja Narodów Zjednoczonych ustanowiła lata 2021–2030 dekadą nauki o oceanach na rzecz zrównoważonego rozwoju, podkreślając integralną rolę opartego na nauce zarządzania oceanami w osiąganiu celów zrównoważonego rozwoju. Jednym z wielu aspektów tej inicjatywy jest badanie odpowiedzi larw ryb na zmianę klimatu. Korzystając ze wsparcia działań „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA), zespół projektu FUTURELARVAE przeprowadził badania dotyczące wpływu, jaki ocieplenie i deficyt tlenowy w oceanach wywierają – zarówno pojedynczo, jak i łącznie – na wzorce rozmieszczenia larw, uwzględniając niezwykle istotne połączenie reakcji fizjologicznych i behawioralnych, które mogą pośredniczyć w zachodzących zmianach.
Uzupełnienie wiedzy dzięki eksperymentom i nowym modelom
Modele rozmieszczenia gatunków są szeroko stosowane do oceny przydatności danego siedliska do tarła i rekrutacji larw ryb. Jednak stypendysta MSCA André R. A. Lima z instytutu uniwersyteckiego ISPA CRL podkreśla: „Zaledwie w kilku artykułach na ten temat znajdziemy prognozy dotyczące wpływu zmiany klimatu na rozmieszczenie larw. Co więcej, prognozy te nie uwzględniają pełnego zakresu procesów, które kształtują rozmieszczenie larw w różnych scenariuszach zmiany klimatu”. Zespół projektu FUTURELARVAE przyjrzał się bliżej obu tym kwestiom, stosując podejście łączące badania eksperymentalne z modelowaniem.
Dwa gatunki, dwa różne naturalne wzorce rozmieszczenia
Lima zdecydował się zbadać dwa cechujące się nieco odmiennymi ścieżkami rozwoju gatunki ryb, które wyróżnia fakt, że podczas tarła uwalniają duże ilości ikry i mleczu unoszące się swobodnie w wodzie morskiej w celu zewnętrznego zapłodnienia. Wczesna faza rozwoju takich tarlaków nazywana jest dryfem pelagicznym. Do tego typu gatunków należą sargus i ateryna, przy czym w przypadku sargusa faza dryfu jest dłuższa niż u ateryny, zanim zbliży się on do linii brzegowej. Zespół badał larwy ryb po kilku tygodniach rozprzestrzeniania się w wodzie. Na tym etapie larwy mają pewną zdolność pływania i przenoszą się z otwartego morza do siedlisk przybrzeżnych, gdzie doświadczają skutków wyższych temperatur i niedotlenienia. „Oba gatunki rozwinęły skuteczne, choć różne strategie życiowe, aby odbyć tarło o określonym czasie i w określonych regionach, w których warunki środowiskowe są optymalne do zagwarantowania pomyślnej rekrutacji larw ryb i dołączenia do populacji dorosłych osobników. Konieczne jest porównanie tych strategii i ustalenie, czy okażą się one skuteczne także w siedliskach morskich w przyszłości”, wyjaśnia Lima.
Zmiana klimatu, reakcje fizjologiczne i rozmieszczenie larw
Nowe dane zebrane przez Limę i ulepszony model rozmieszczenia gatunków przyniosły zachęcające wyniki. Jak się okazuje, larwy sargusa są w stanie poprawić swój metabolizm beztlenowy, aby zwiększyć prędkość pływania, nawet gdy metabolizm tlenowy zmniejsza się pod wpływem dwóch czynników – ocieplania się oceanu i deficytu tlenowego – badanych zarówno oddzielnie, jak i łącznie. Podobnie, w przypadku tych samych czynników stresogennych larwy ateryny są w stanie ograniczyć mobilność, aby ustabilizować swój metabolizm. „Nie spodziewaliśmy się, że nawet tak wrażliwe larwy będą posiadać złożone strategie radzenia sobie z aklimatyzacją w warunkach stresu termicznego i niedotlenienia. Analizując łącznie wiele reakcji o znaczeniu dla ekologii, byliśmy w stanie zidentyfikować związki między strategiami fizjologicznymi i behawioralnymi oraz odkryć mechanizmy wykorzystywane przez ryby we wczesnych stadiach rozwoju do radzenia sobie z połączonymi skutkami ocieplenia i niedotlenienia. Należy jednak wziąć pod uwagę koszty ekologiczne tych strategii”, podsumowuje Lima. Informacje dotyczące przyszłości tarlisk, rekrutacji larw ryb oraz ekspansji lub utraty siedlisk, a także identyfikacja tak zwanych ostoi klimatycznych – to narzędzia, które będą wspierać ochronę zasobów rybołówstwa i strategie zarządzania nimi. Wsparciem na tym polu okazały się prace zespołu projektu FUTURELARVAE, które wpisały się w zawarte w dekadzie nauki o oceanach hasło dotyczące „nauki, której potrzebujemy dla oceanu, jakiego pragniemy”.
Słowa kluczowe
FUTURELARVAE, ryby, larwy ryb, zmiana klimatu, rozmieszczenie larw, model rozmieszczenia gatunków, ocieplenie oceanów, deficyt tlenowy, tarlaki, ateryna, sargus
