Ученые улучшают предсказания того, как температура затрагивает выживание эмбрионов рыбы

Теперь ученые из Рыболовства NOAA и Калифорнийского университета в Санта-Крузе решили загадку, поняв новое понимание того, как размер яйца и поток воды затрагивают выживание кладущей яйцо рыбы. Чем больше яйца, которые они нашли, тем больше поток воды они должны снабдить их кислородом и унести отходы.Результаты исследования были изданы в научном журнале Ecology Letters.

Рыболовство NOAA использует результаты, чтобы улучшить защиту рыбы в реке Сакраменто.«Наша модель, на основе литературного поиска лабораторных исследований, предсказала, что температуры в верхней реке Сакраменто с 1996 почти никогда не согревались достаточно, чтобы вызвать смертность эмбрионов лосося», сказал Бенджамин Мартин, исследователь Рыболовства NOAA и ведущий автор исследования. «Но данные из учебно-производственных практик в реке Сакраменто указали, что за несколько лет, связанная с температурой смертность превысила 75 процентов, например, в 2014-2015».Ученые часто используют лабораторные исследования, чтобы оценить, как разновидности ответят на повышенные температуры. Результаты этого исследования показывают, что рыба может ответить на температуру по-другому в области, чем в лаборатории.

Понимание причин для этого различия может помочь исследователям улучшить свои предсказания того, как температура затрагивает икру через различную окружающую среду. «Мы хотели знать, почему у этих яиц лосося есть намного более низкая тепловая терпимость в области по сравнению с лабораторией», сказал Мартин. «Мы выдвинули гипотезу, что причина, яйца лосося умирают в реке, состоит в том, потому что они не получают достаточного количества кислорода».Внешние температуры управляют биологическими процессами яиц лосося и эмбрионов внутри. Поскольку вода становится теплее их увеличения метаболизма, требуя все больше кислорода. В отличие от юной и взрослой рыбы, яйца не могут переместить и не имеют разработанной дыхательной или сердечно-сосудистой системы.

Вместо этого они полагаются на плавную воду, чтобы поставлять кислород и унести ненужные продукты. Управляемой зимой Чавыче особенно бросают вызов когда дело доходит до более теплых температур воды, потому что их яйца нетипично большие и требуют большего количества обмена кислородом. Их размер яйца развился, чтобы использовать в своих интересах холодную воду выше Дамбы Shasta, где они когда-то метали икру.

Однако лососи теперь мечут икру в более теплой реке Сакраменто ниже дамбы.После дальнейшего анализа полевых данных ученые нашли принципиальное различие между условиями в лаборатории и условиями что яйца эффекта в дикой природе.

Лабораторные исследования, оценивающие температурную терпимость яиц чинуков, обычно проводятся с водой, текущей по яйцам приблизительно в два – три раза быстрее, чем яйца лосося, как правило, испытывают в дикой природе, где яйца похоронены глубоко в их гнездах гравия. Более быстрая движущаяся вода предоставляет больше кислорода яйцам в лаборатории, позволяя им пережить более высокие температуры.

Исследователи одолжили понятия у физики, чтобы разработать модель, чтобы определить, сколько кислорода плавная вода может поставлять икре, в зависимости от ее скорости. Модель предсказала, что более медленная плавная вода в реке не будет поставлять кислорода, необходимого для жизнеспособности яйца в условиях повышенной температуры. Учебно-производственные практики нашли, что более медленный поток в реке равнялся приблизительно 3 º C различие в температурной терпимости яиц, точно что предсказана модель.Эта новая модель также дает объяснение того, почему виды рыбы производят большие яйца в более холодной воде.

В целом спрос на кислород яиц пропорционален их объему, в то время как кислородная поставка пропорциональна площади поверхности яйца, где кислород распространяется в яйцо от окружающей воды. Площадь поверхности к отношению объема яйца уменьшается с увеличивающимся размером яйца, который устанавливает предел для того, как большие яйца могут быть и все еще заставить достаточно кислорода выживать.

Начиная с увеличений спроса на кислород с температурой виды рыбы в теплой воде должны сделать меньшие яйца, чтобы согласовать спрос на кислород с поставкой. Однако, эта модель также предсказывает, что рыба может произвести большие яйца в теплых водах, когда они находятся в высокой окружающей среде потока.

Исследователи собрали данные по 180 видам рыбы и нашли, что яйца в высокой окружающей среде потока, такой как реки, последовательно производят большие яйца, чем ожидалось для данной температуры. Некоторые рыбы даже приспособились, чтобы произвести большие яйца в теплых водах при помощи их хвоста, чтобы раздуть воду по их яйцам, которая идет со значительной стоимостью с точки зрения энергии, время и риск хищничества.Одно важное значение этой модели – то, что потепление условий и снижений кислородных уровней в водных системах может создать эволюционное давление для рыбы, чтобы произвести меньшие яйца в будущем.Рыболовство NOAA соединилось, новые результаты в руководство агентства относительно температур должны были поддержать подвергаемую опасности Чавычу в реке Сакраменто.

«Эта наука помогает нам понять, как на вид небольшие изменения в речных условиях могут иметь большое значение для лосося, которого мы пытаемся защитить», сказала Мария Ри, защищают», сказала Мария Ри, Помощник Региональный Администратор для Калифорнийского Офиса Центральных равнин. «Это – напоминание, что так, как мы можем учиться в лаборатории, мы должны всегда проверять, что против того, что мы видим в дикой природе».


Блог Парамона