Севастопольские морские биологи экспериментально доказали, что мидии в Чёрном море под воздействием стрессовых факторов могут менять пол. Это открытие заставляет по-новому посмотреть на воспроизводство популяции в условиях глобального потепления и растущей антропогенной нагрузки у берегов Крымского полуострова.
Подробными результатами многолетней работы учёных поделились в пресс-службе Института биологии южных морей (ИнБЮМ) имени А.О.Ковалевского РАН.
Три фактора стресса
Объектом исследования отдела аквакультуры и морской фармакологии научного института стала средиземноморская мидия (Mytilus galloprovincialis). По данным пресс-службы, именно она чаще всего встречается у нас в регионе.
Учёные отбирали моллюсков на мидийно-устричной ферме в период весеннего нереста. Затем в лаборатории, плавно нагревая воду, индивидуально вызывали у каждой особи нерест, чтобы под микроскопом определить пол. В эксперименте участвовали исключительно самки двух размерных групп: молодые половозрелые особи (около 35 мм) и крупные мидии товарного размера (около 60 мм).
После этого в течение месяца подопытные экземпляры подвергались воздействию трёх факторов стресса: повышенной температуры (+25°C), дизельного топлива и соединений меди. Выбор был неслучаен: как пояснили в пресс-службе ИнБЮМа, именно эти три фактора — летний перегрев морской воды, нефтяное загрязнение и тяжёлые металлы, поступающие со стоками и красками с судов — отражают реальные риски для прибрежных акваторий.
После стрессового воздействия моллюсков ещё два месяца выдерживали в естественных условиях на морской ферме для созревания репродуктивных желёз — гонад. Для чистоты эксперимента одни садки с мидиями на три месяца вывесили на ферме с хорошим водообменом, а другие — наоборот, в полузакрытой бухте с высокой антропогенной нагрузкой.
Почему результаты встревожили
Стресс для моллюсков не прошёл даром. Как выяснили учёные, наиболее выраженная инверсия пола наблюдалась при воздействии меди: мужские или одновременно мужские и женские половые клетки обнаружены у 82–85% выживших самок. Дизельное топливо привело к смене пола у 73–77% особей, а из-за повышенной температуры самцами решили стать 46-68% самок.
Это влияние неблагоприятных факторов не только на смертность моллюсков, но и на репродуктивную систему учёные назвали главным результатом исследований.
По словам старшего научного сотрудника отдела аквакультуры и морской фармакологии, кандидата географических наук Марка Попова, биологам впервые удалось получить прямые доказательства того, что высокая температура морской воды также вызывает стресс у мидий.
При этом самым тревожным нюансом, по мнению севастопольских учёных, оказался тот факт, что наиболее чувствительными к негативному воздействию показали себя молодые половозрелые мидии. У них смена пола происходила чаще, чем у крупных взрослых экземпляров.
«Получается, что младшее поколение, от которого зависит будущее популяции, сильнее всех страдает от стрессовых факторов», — таким выводом старшего научного сотрудника, кандидата биологических наук Натальи Челядиной поделились в пресс-службе ИнБЮМа.
Что это значит для Чёрного моря
Вместе с тем смена пола у мидий — процесс небыстрый. Это глубокая перестройка ткани половой железы, которая занимает месяцы, обратили внимание в научном институте.
«Мы брали мидий в период нереста, а смена [пола] происходит в период посленерестовой перестройки гонад. Почему возникает такая перестройка, пока окончательно не установлено. Одна из гипотез состоит в том, что образование яйцеклеток требует больше энергии, чем образование сперматозоидов», — процитировали в пресс-службе предположение ведущего научного сотрудника, кандидата биологических наук Натальи Поспеловой.
По её словам, в условиях стресса часть энергоресурсов мидий может перераспределяться на поддержание жизнедеятельности и обезвреживание токсичных веществ, и организм моллюска начинает как бы экономить на других аспектах функционирования.
При этом в институте подчеркнули, что по результатам одной работы нельзя говорить о катастрофическом состоянии всех черноморских мидий.
Вывод полезен и с точки зрения промысла: так, выбирая участок для нового хозяйства, обязательно необходимо оценить экологическое состояние окружающей акватории.
Работа научной группы на этом не заканчивается. Как добавили в пресс-службе ИнБЮМ, дальше учёные планируют изучить внутренние механизмы инверсии пола мидий, включая генетическую и молекулярную регуляцию. От этого зависит, смогут ли биологи прогнозировать изменения в популяциях мидий в условиях меняющегося климата.
Напомним, попутно сотрудники ИнБЮМ исследуют, как загрязнение Чёрного моря сказывается на медузах.
Пелагея Попова
Фото: ibss-ras.ru
