Морские ежи приспосабливаются к росту кислотности

Учёные уже давно обеспокоены окислением океанов, поглощающих с каждым годом всё больше углекислого газа из атмосферы: согласно прогнозам, изменение рН воды повлечёт за собой тяжёлые последствия для морских организмов, и в конечном итоге для всей биосферы планеты. Однако недавно исследователи доказали, что красочный морской ёж Strongylocentrotus purpuratus обладает генетическими инструментами, которые позволяют им адаптироваться к меняющимся условиям.

Как мы знаем, уровень рН океана понижается: чем больше поглощается углекислоты, тем ниже водородный показатель. В таких условиях под удар попадают, в первую очередь, живые организмы с карбонатным скелетом. Всем, кто знаком с химией не слишком близко, напомним: карбонат кальция в воде с углекислым газом растворяется, образуя кислую соль (гидрокарбонат кальция). И как тогда быть моллюскам без раковин, кораллам и планктону? Это всё равно, что нам с вами в жару строить дом из ледяных кирпичей.

Эволюционный биолог Гретхен Хофманн и её коллеги из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США) обнаружили, что фиолетовый морской ёж Strongylocentrotus purpuratus способен адаптироваться к изменениям рН благодаря широчайшей генетической вариативности популяций. Морские ежи (Echinoideа) относятся к типу иглокожих (Echinodermata) и приходятся родственниками морским звёздам, офиурам, глотуриям и морским лилиям. Это донные ползающие либо зарывающиеся в песок животные со слабо развитой нервной системой и органами чувств. Их «иголки», служащие для передвижения, охоты и защиты от хищников, подвижно соединены с округлым карбонатным панцирем.

Результаты исследований были обнародованы на Третьем Международном симпозиуме «Океан в мире с высокой концентрацией углекислого газа» в Монтерее (США). Стивен Палумби из Стэнфордского университета (США) заявляет, что это открытие изменит взгляд на последствия подкисления океана, которое будут изучать и в дальнейшем. По мнению морского биолога, обнаруженную способность морских ежей адаптироваться можно сравнить с тем, что некоторые люди генетически застрахованы от ВИЧ.

Тайлер Эванс, научный сотрудник лаборатории Гретхен Хофманн, рассказал на конференции о ходе эксперимента. Сперва исследователи набрали взрослых ежей в Фогарти-Крик, на побережье штата Орегон: здесь pH время от времени сильно понижается (с 8,1 до 7,6), когда ветер заставляет подниматься из глубин воду, богатую углекислым газом. Потомство этих ежей было разделено на две группы: первую вырастили при нормальных концентрациях диоксида, вторую – при повышенных в два раза.

После этого Эванс проанализировал экспрессию генов в обоих популяциях. Как выяснилось, у животных из экстремальной группы включилось 150 генов, связанных с повышенным транспортом кальция. В целом это не так уж удивительно: морские ежи существуют ещё с Палеозоя и успели накопить огромный багаж ДНК. Теперь исследователям необходимо узнать, какую цену платят иглокожие за такую адаптацию. Согласно предварительным данным, морским ежам приходится тратить больше энергии, а возможно речь идёт и о повреждениях некоторых белков. Но пока мы этого не знаем точно, прогнозировать последствия довольно сложно.

Ничто так не важно для пищевых цепей в океанах, как зоопланктон: его количество серьёзно влияет на морских животных, но в конечном итоге этот бумеранг вернётся к нам. Кораллы и моллюски так же включены в пищевые пирамиды, и от их выживания в кислой среде многое зависит. Но, по крайней мере, велики шансы на сохранение экзотических морских ежей, которые служат пищей для морских звёзд, омаров, рыб, а так же птиц и морских котиков. Для млекопитающих каланов Strongylocentrotus purpuratus вообще являются основой рациона: они съедают так много морских ежей, что их кости и кишечник порой окрашиваются в фиолетовый цвет.

Кроме того, морские ежи - не единственные подводные обитатели, способные справиться с окислением океанов: среди счастливчиков оказался так же брюхоногий моллюск красное ушко (Haliotis rufescens). Учёные ожидают, что со временем этот список можно будет расширить – ведь мы явно недооцениваем возможности живой природы.

• < Биопереработка: новая зеленая волна
• Люди перестали заниматься сексом с неандертальцами после открытия Евразии >

Комментарии: