Иркутские ихтиологи изучают, как стресс влияет на рыб
О чем не молчат рыбы
Каково живется байкальскому омулю в неволе? Зачем маленьким тугунам становиться суррогатными родителями крупных сигов? Какие рыбы умеют кричать? Ответы на эти вопросы мы узнали, побывав в «Экспериментальном пресноводном аквариумном комплексе байкальских гидробионтов» Лимнологического института СО РАН. Ученые сейчас работают над несколькими интересными проектами, один из которых, например, позволит определить, как акустическое загрязнение может повлиять на подводных обитателей, причем в нескольких поколениях.
Омулю нужна воля
– Проходите, это Ихтиологическая № 1. Здесь находится «детский сад и начальная школа» для рыбок. Они живут в прозрачных аквариумах в маленьких объемах воды. Им очень удобно, потому что аквариумы вытянутой формы. А дальше Ихтиологическая № 2. Там уже рыбьи «старшие классы и университеты». Ну а потом их путь – или на эксперименты, или в рыборазводные хозяйства, – улыбается руководитель группы экспериментальной гидробиологии ЛИН СО РАН, к.б.н. Ольга Глызина.
Она еще и заведует научной установкой – «Экспериментальным пресноводным аквариумным комплексом (ПАК) байкальских гидробионтов». ПАК входит в каталог научной инфраструктуры РФ, и уникальным его называют не только журналисты, которые любят использовать этот термин, но и сами ученые.
В одном аквариуме температура чуть выше нуля градусов – зима. В другом около +5 – осень. Свет над ними тоже настроен под каждое время года. И обитатели разные, в зависимости от научных задач, которые решают ученые ЛИНа. Вот одноклеточные организмы, вроде амеб, но их геном в десятки раз больше человеческого. Далее – водоросли, включая спирогиру, и все представленные в Байкале губки. Следом – различные ракообразные. Но основные «подопечные» – рыбы. Пытаемся среди них отыскать байкальского омуля.
– Омуль в искусственных условиях выращивать сложно. Ему плохо, он почти не ест, у него даже челюстной аппарат деформируется, – объясняет старший научный сотрудник лаборатории ихтиологии, к.б.н. Любовь Суханова. – Омулю нужны пространство, байкальская чистая вода, особая еда: он питается в толще воды мелкими организмами, в основном ракообразными и мелкой рыбой. Поэтому у него и вкус мяса такой специфический. А вот его гибриды с другими видами рыб вполне подходят для аквакультуры.
Тугуны на службе аквакультуры
Заглядываем в один из бассейнов, где резвятся крупные, красивые рыбы. Это гибриды омуля и пеляди. Им искусственные условия выращивания вполне по нраву.
В сельском хозяйстве гибридизация давно вошла в повседневную практику. Даже куриное яйцо, которое мы покупаем в магазинах, – ее продукт. С рыбами Байкала такие эксперименты проводятся не так давно. Но первые опыты ихтиологов ЛИНа по скрещиванию омуля, сигов, в том числе и с не байкальскими видами, такими, как пелядь, тугун, пыжьян – стали успешными. Гибриды оказались более жизнестойкими, чем их предшественники.
Пока это направление скорее работает на перспективу аквакультуры. Немало сиговых вылавливают, например в Якутии. Однако природные кладовые не бездонные. Популяции некоторых видов рыб сокращаются. Например, на Байкале существует угроза исчезновения озерно-речного сига. В Лимнологическом институте живут его гибриды, а половые продукты этой и других промысловых байкальских рыб хранятся в специальном криобанке. Кроме того, три года иркутские ихтиологи проводили эксперимент по суррогатному материнству сиговых рыб.
– Японцы преуспели в таких экспериментах с лососевыми. В России этим направлением никто не занимался. И мы решили сделать такой проект с сиговыми. То есть в маленьких рыбках тугунах, которым не нужно для созревания много времени, вырастить икру больших сигов, созревающих долго. Мы научились выращивать тугунов в искусственных условиях, выделять их первичные половые клетки, замораживать и размораживать их, – рассказывает Любовь Суханова.
Сейчас ихтиологи учатся делать рыбам операции и анестезию. Ведь подсадка клеток в живой организм – дело, можно сказать, хирургическое. Ученые надеются, что их проект продолжится, и серебристые тугунки, которых мы видели в одном из аквариумов комплекса, в будущем станут родителями, к примеру, исчезающей нельмы.
Чем опасен шум кораблей
Мощности ПАК задействованы во многих проектах института. Один из них – международный. Коллаборация ученых России и США изучает влияние на рыб акустического загрязнения. Никогда ранее в истории человечество не производило столько шума, в том числе, в водной среде.
– Проблему акустического загрязнения окружающей среды и коммуникаций рыб в 2019 году даже обсуждали на уровне ООН, – комментирует научный сотрудник лаборатории ихтиологии, кандидат биологических наук Юлия Сапожникова. – Живые организмы не приспособлены к такому чрезмерному воздействию. Шумовое загрязнение непосредственно влияет на водные организмы, вызывает у них стресс. Наши эксперименты это подтверждают.
Тут надо бы добавить, что рыбы могут слышать: те, у которых есть плавательный пузырь, – лучше, у кого нет – хуже. Рыбы издают звуки, некоторые «вокализуют», даже кричат. Юлия Сапожникова скоро поедет изучать таких подводных обитателей в Сиэтл. Местные рыбаки долго не могли понять, откуда периодически раздается гул. Ученые Вашингтонского университета выяснили, что таким криком привлекали самок самцы рыбы-мичмана в период нереста.
– Поскольку наши байкальские бычки-подкаменщики, в частности каменные широколобки, тоже слышат и вокализуют на определенных частотах, мы экспериментировали с ними, – говорит Юлия Сапожникова. – Разделили рыб на две группы: контрольную и экспериментальную. Обе группы содержались в абсолютно одинаковых условиях. Но на рыб из эксперимента мы в течение определенного времени воздействовали шумом – включали подводный громкоговоритель, который имитирует звуки судов. В итоге выяснили, что у рыб из второй группы были обнаружены повреждения клеток сенсорного слухового эпителия. Также мы идентифицировали у подверженных экспериментальных самок окислительный стресс, сделав анализ крови. В то время, как самцы оказались более стрессоустойчивы. То, что самки этих рыб получили от воздействия шума стресс, подтвердили и исследования, сделанные на молекулярном уровне. Эта межполовая разница в ответе на стресс может объясняться тем, что у каменной широколобки за потомством ухаживают самцы, и от их стрессоустойчивости в это время зависит, выживет ли будущее потомство.
Ученые предполагают, что хронический стресс в водной среде из-за техногенного шумового загрязнения – от крупных судов, водных мотоциклов, взрывных работ, сейсморазведки – может непосредственно влиять на самих водных обитателей и их потомство. Последствия этого и предстоит подробно изучить.
И Байкал здесь интересен наличием нетронутых уголков, где шума практически нет. Как утверждает Юлия Сапожникова, это своего рода чистый контроль для сравнения с другими водоемами мира – местами с повышенной антропогенной нагрузкой и чрезмерно развитым судоходством. В части прикладных исследований данные помогут развитию той же аквакультуры: для эффективного рыборазведения важно учитывать разные факторы, в том числе, стрессовые…
В аквариумном комплексе пересменок. Спецодежду надевает инженер Александра Афанасьева. Ей предстоит помыть стенки и добавить свежей воды в каждый бассейн. Здесь используется отстоянная и обработанная водопроводная вода, а также привозная, из Байкала, чтобы гидробионты находились в условиях, максимально приближенных к естественной среде. Рыбы заметно оживляются, они уже понимают, что сейчас их будут кормить.
– Мы не можем, как другие, закрыть лабораторию на выходные или праздники. Рыбам нужен ежедневный уход. Поэтому стараемся. Для них и для науки, – говорят ихтиологи.
