Изменение климата ухудшит зрение осьминогов

Если температура морской воды в местах обитания осьминогов в будущем достигнет отметки 24,6 градуса, это может снизить выживаемость осьминогов и отразиться на их зрении. У молодых особей Octopus berrima, которые вылупились из яиц при такой температуре, была снижена экспрессия белков, важных для прозрачности хрусталика и преломления света в нем. К таким выводам пришли ученые, проведя лабораторный эксперимент с несколькими группами осьминогов при разных температурах. Статья опубликована в журнале Global Change Biology.

Изменение климата приводит к нагреву не только воздуха, но и океана, в результате чего обитающие в нем организмы сталкиваются с тепловым стрессом и оксидативным. Поскольку условия в морях по сравнению с сушей достаточно стабильны, большая часть этих организмов — стенобионты, которые могут выживать только в стабильном и узком диапазоне изменения факторов окружающей среды — температуры, давления, солености и количества растворенного кислорода. Рост температуры даже на доли градуса может оказаться для них губительным, особенно на ранних стадиях жизненного цикла. Механизм реакции организмов на тепловой стресс во многом опирается на индукцию белков теплового шока, и чтобы понять, как изменение климата отразится на эмбрионах морских обитателей, нужны протеомные исследования.

Ученые под руководством Хуа Циаз (Qiaz Hua) из Университета Аделаиды изучили, как потепление влияет на молодь осьминогов Octopus berrima, проведя лабораторный эксперимент. Они поместили девять самок осьминогов в аквариумы с проточной морской водой, дождались откладывания яиц и далее разделили их на три равные группы с разными температурными условиями. Первую группу содержали при температуре 19,3±0,6 градуса Цельсия (контроль, n = 133), вторую — при температуре 22±0,1 градуса (имитация текущих условий в океане, n = 123), третью — при температуре 24,6±0,2 градуса (прогнозируемая температура в будущем, n = 27). До вылупления потомства самки ухаживали за кладками. Через сутки после появления на свет молодых особей усыпили и провели протеомный анализ — экстракцию, очищение и исследование белков методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией.

Первые важные для исследования результаты были получены еще до анализа белков. В первой и второй группе вылупилось 95 процентов яиц, а в третьей из двух кладок не вылупился ни один эмбрион, а из последней кладки — 43 процента эмбрионов. При этом самки в первой и второй группах не проявляли признаков стресса, а в третьей группе две самки погибли на ранних стадиях развития потомства, а последняя выжила, но демонстрировала признаки теплового стресса. У молодых особей, вылупившихся при температуре 24,6 градуса, наблюдалось значительное снижение уровней ключевых белков, важных для зрения — коллагена I типа, ретинолдегидрогеназы-12, s-кристаллинов и глутатион-s-трансфераз, что указывает на потенциальные нарушения зрения (p < 0,0001). Высокие концентрации этих белков важны для поддержания прозрачности хрусталика и правильного преломления света в нем. Угнетение экспрессии таких белков свидетельствует о том, что в будущем с ростом температуры морской воды осьминогов может ожидать существенное ухудшение зрения.

Изменение климата не только нагревает океан, но и делает его более кислым за счет растворения углекислого газа. Недавно ученые проверили, как морские ушки справляются с подкислением воды. Оказалось, что оно подавляет рост, уменьшает размер гонад и снижает выживаемость, причем такой эффект прослеживается и в следующем поколении.