Специалисты Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН провели исследование популяций мальмы, которые постоянно обитают в ручьях вулканических территорий. В ходе исследования были обнаружены характерные адаптивные изменения физиологии этих рыб, которые позволяют им выживать в крайне неблагоприятной среде.
Ручьи, дренирующие склоны действующих вулканов, часто характеризуются неблагоприятными условиями для обитания водных организмов. На Камчатке множество водотоков, которые служат местом нереста для мальмы — рыбы из семейства лососевых, загрязнены растворами тяжелых металлов. Избыточное содержание меди, цинка и свинца в воде является токсичным для рыб и вызывает различные нарушения их жизнедеятельности.
В новой статье представлены результаты полевых исследований и экспериментального разведения мальмы, которые раскрывают физиологические основы адаптации к загрязнению воды тяжелыми металлами.
Было показано, что рыбы из «вулканических» ручьев отличаются от обитателей чистых рек гипертиреоидным статусом, что сопровождается повышенной скоростью катаболизма, увеличенной активностью антиоксидантных ферментов и сниженной ионной проводимостью тканей.
Борьба с физиологическим стрессом требует больших энергетических затрат, поэтому мальма из вулканических ручьев характеризуется сниженными запасами липидов и гликогена в тканях организма.
Экспериментальные данные показывают, что гиперфункция щитовидной железы повышает устойчивость рыбы к загрязнению воды тяжелыми металлами. Кроме того, адаптивный гипертиреоидизм определяет эволюцию фенотипа в популяциях мальмы. В условиях химического загрязнения происходит педоморфоз, сокращение продолжительности жизненного цикла и уменьшение размеров тела.
Сходство физиологических и морфологических изменений в популяциях, населяющих вулканические ручьи различное количество поколений, указывает на универсальность механизма «эволюционного спасения» рыб в случае их попадания в неблагоприятные условия существования.