Рыбы-экстремалы живут на глубинах, где практически нет кислорода⁠⁠

Тихоокеанская полярная акула – также мастер адаптации к экстремальным условиям среды

Среди животных есть много видов, известных своей неприхотливостью к условиям окружающей среды. В основном это относительно примитивные организмы: например, байкальские тихоходки – микроскопические беспозвоночные, которые в высушенном состоянии могут месяцами сохранять жизнеспособность в бескислородных, непригодных для жизни газовых средах и даже в вакууме. Но и среди представителей позвоночных животных с высоким уровнем обмена веществ встречаются рекордсмены, такие как знаменитый голый землекоп – небольшой норный грызун, способный обходиться без кислорода в течение 18 минут! Тем не менее до недавнего времени океанические рыбы в подобных «фокусах» не были замечены. Но последние наблюдения морских биологов говорят о другом

Кислород – одна из основ животной жизни: он участвует в процессах расщепления органических веществ, в результате которых выделяется энергия, необходимая для поддержания жизнедеятельности организма. Но в 2015 г. биологи обнаружили в Калифорнийском заливе большие стаи рыб на таких глубинах, где кислород почти отсутствует. Для наблюдения и съемки они использовали дистанционно управляемого подводного робота, оснащенного датчиками, в числе прочего измеряющими концентрацию растворенного в воде кислорода. Оказалось, что два вида рыб – черная бротула, разновидность морского угря (Cherublemma emmelas), и калифорнийская большеголовая акула (Cephalurus cephalus) обитают вблизи морского дна, напоминающего голый лунный пейзаж, где содержание кислорода в воде крайне низко.

Парциальное давление кислорода на обжитых ими участках составляет всего 0,1–0,3 кПа, тогда как средний критический кислородный порог для рыб равен примерно 5 кПа, т.е. в десятки раз выше! И эти рыбы не просто живут в этих местах, но даже предпочитают их: по крайней мере, в соседних районах, более насыщенных кислородом, их не обнаружили.

Виды рыб, способных долгое время выдерживать гипоксию (недостаток кислорода), были известны и ранее. Например, к ним относится всем известный и хорошо изученный обыкновенный карась, обитающий в стоячих водоемах, зимой покрывающихся льдом. На холодное время караси впадают в оцепенение, при котором у них сильно замедляется обмен веществ, и успешно зимуют под ледовым покровом, несмотря на то, что содержание кислорода в воде к весне падает. Однако в подобных случаях речь, как правило, идет о временном пребывании в гипоксических условиях. Но среда, где живут глубоководные калифорнийские рыбы, достаточно стабильна.

На сегодня ученые выделяют три стратегии адаптации к гипоксии: снижение потребности в кислороде, усовершенствование способов его поглощения и хранения, а также активное использование анаэробных (бескислородных) биохимических путей. Как именно адаптировались наши «экстремалы», пока не совсем ясно. По-видимому, они снизили свои энергетические потребности за счет уменьшения размера тела (особи калифорнийской большеголовой акулы достигают в длину всего 8–40 см) и менее развитого скелета, а большие жабры более эффективно захватывают кислород. Возможно, что у них также высоко сродство гемоглобина к кислороду и сильно замедлен обмен веществ, но это предположение еще не проверено.

Подобные исследования диапазона толерантности и пределов адаптации у разных видов актуальны в связи с возможными драматическими изменениями климатических и других условий обитания на планете. А также они представляют определенный интерес в свете будущих полетов в космос и, как бы это фантастически не звучало, самой жизни во внеземных средах.

Фото: https://en.wikipedia.org